Tiefmitteltöner

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

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Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm, 0°)

Das sah ja nicht sooo toll aus! Knapp oberhalb von 1 kHz - also mitten im Übertragungsbereich - gibt es eine ca. 2 dB hohe Stufe, die sich im Zerfallspektrum als verzögertes Ausschwingen bemerkbar macht. Was passiert denn da? Hier "rächt" sich die ungewöhnlich freiliegende Konstruktion des C90-6-724. Eigentlich ist das ja eine große, inverse Mitteltonkalotte - nur ohne Gehäuse und ohne jegliche Bedämpfungsmaßnahme. Wenn man sich als Beobachter mal in Gedanken auf die Rückseite der Membran versetzt, dann sieht man in der Mitte eine 68 mm durchmessende Öffnung im Magnetring, also quasi eine riesige Polkernbohrung. Der äußere Membranbereich ist nach knapp 20 mm weitgehend von einem Magnetring abgedeckt (Durchmesser außen 110 mm, innen 68 mm, Höhe 34 mm), nur ganz außen gibt es ein paar "Schießscharten", an denen der Schall entweichen kann. Und was macht nun der nach hinten abgestrahlte Schall? im schmalen äußeren Bereich (außerhalb der 80 mm durchmessenden Schwingspule) kriegt der Schall gleich eins auf die Nase, da der Weg durch den Magnetring (Außendurchmesser 110 mm) weitgehend versperrt ist. Die 6 ca. 20 mm schmalen "Schießscharten" lassen bei einem Schallwanddurchmesser von 124 mm nur einen 12 mm breiten Spalt Luft durch (Durchlassfläche 14.4 cm²). Die Membranfläche von 81 cm² entspricht einem effektiven Membrandurchmesser von 101.6 mm, der Membranring außerhalb der Schwingspule hat also eine Fläche von 31 cm² -> hier kommt es also schon mal zu einem recht zerklüfteten Engpass.   im inneren Bereich müssen 50 cm² Membranfläche durch das 36 cm² große Loch im Magnetring. Dumm nur, dass diese Verengung nach knapp 20 mm quasi sprunghaft beginnt und sich nach weiteren 34 mm wieder sprunghaft stark erweitert. Dieses "Rohr" funktioniert wie eine kurze Transmissionline, der knapp 20 mm lange Bereich mit 80 mm Durchmesser fungiert wie eine Vorkammer. Und was macht eine kurze Transmissionline ohne jede Bedämpfung? Sie zeigt Resonanzen, wenn die Schallwelle am Ende durch die sprunghafte Öffnung zurückreflektiert wird. Und wenn es ganz Dicke kommt gibt es sogar Resonanzen in der unbedämpften Vorkammer.

Um zu sehen was da passiert haben wir einfach mal den Spieß (in diesem Fall den C90-6-724) umgedreht und die Schallabstrahlung nach hinten gemessen:

Zwischen 1 und 6 kHz passen die Überhöhungen der Schallabstrahlung nach hinten also etwa mit den Störungen auf der Vorderseite zusammen (die Membranresonanz bei 9.5 kHz ist auf beiden Seiten gleich "schön" zu sehen). Daher wurde der C90-6-724 - abweichend von unseren sonstigen Gepflogenheiten - im Folgenden mit einem in mehreren Schritten optimierten Gehäuse gemessen, schließlich wird er normalerweise ja auch nicht "nackig" betrieben. Im Datenblatt für unsere Abonnenten (in Kürze verfügbar) wird die Entwicklung und der Aufbau dieses Gehäuses im Detail beschrieben.

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

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Sprungantwort (Chassis 1, 20 cm, 0°, optimiertes Gehäuse)

Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm, 0°, optimiertes Gehäuse)

Abonnenten können sich in Kürze hier den kompletten Datensatz beider Chassis herunterladen (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei). Die Daten können dann in Simulationsprogramme importiert werden (z.B. Boxsim)
Hinweis: Beide Chassis sind 8 Stunden eingerauscht!

Der äußere Eindruck:
Der erste optische Eindruck ist: man, ist der kompakt! Der zweite Eindruck ist: und wie soll man das Teil befestigen?

Da haben sich die Entwickler bei ACCUTON bei der CELL^®-Serie etwas Pfiffiges einfallen lassen. Ihr Ziel war zum einen, Mittel- und Hochtöner möglichst nah zusammen zu bringen. Bei vorgegebener Membrangröße kann man da nur an der Befestigung sparen. Das andere Entwicklungsziel war, die akustischen Zentren der Chassis auf eine Ebene zu bringen. Und das geht (außer bei Flachmembranen und Kalotten) nur, wenn man den Mitteltöner etwas "vorzieht". Daher hat der C90-6-724 eine kleine Phase, die das Chassis 6 mm vorstehen lässt.
Der "Einbaurahmen" mit dem obligatorischen Schutzgitter zum Schutz der Keramikmembran ist beim C90-6-724 zunächst nur "lose" mit dem eigentlichen Lautsprecher verbunden. Dazwischen befindet sich in einer umlaufenden Nut ein ca. 2mm durchmessender Gummiring. Mit 6 kleinen, sehr dezent "versteckten" Inbus-Schrauben (leider lag zumindest bei unseren Exemplaren kein passender Inbusschlüssel dabei) kann man nun beide Teile gegeneinander verspannen und drückt so die Gummidichtung nach außen, womit eine kraftschlüssige Verbindung zur Schallwand entsteht.

Das hört sich toll an und sieht elegant aus, in der Praxis ist das aber gar nicht so einfach:

• Muss das Loch in der Schallwand ZWINGEND mit einer Oberfräse und zudem SEHR genau gefertigt werden (laut Hersteller 124.0 -0.0/+0.1 mm); mit einer Stichsäge ist das unmöglich so genau hinzubekommen
• Man kann die kleinen Inbusschrauben nur jeweils 1/2 bis 1/1 Umdrehung anziehen -> man muss mehrfach alle 6 Schrauben nacheinander anziehen
• Auf einer frei zugänglichen Schallwand ist das noch einfach, da kann man das Chassis ja von hinten festhalten. Bei einem von hinten unzugänglichen Mitteltongehäuse wird es aber schwierig. Da muss man sich entweder eine Haltevorrichtung basteln oder alles senkrecht montieren und mutig mit einem 2. Inbusschlüssel das Schutzgitter zum "Ziehen" nutzen - oder aber das Mitteltongehäuse demontierbar machen ;-)

Nun aber zurück zum Chassis. Ein paar Eigenheiten des Aufbaus hatten wir ja schon weiter oben besprochen. Besonders knifflig bei der Konstruktion des C90-6-724 war die Führung der Membran. Anders als bei normalen (Invers-) Kalotten wird sie nicht nur durch die Sicke geführt, sondern es gibt ca. 15 mm "weiter unten" eine Zentrierspinne, die das "Kippeln" der Membran verhindern soll. Für die Zentrierspinne steht allerdings nur sehr wenig Bauraum zur Verfügung (Schwingspulendurchmesser 80 mm, Außendurchmesser der Zentrierspinne ca. 102 mm), was ein lineares Verhalten über einen großen Hubbereich sehr schwierig macht.

ACCUTON wollte den C90-6-724 aber nicht als reines Mitteltonchassis mit geringem Hubbedarf bauen (das wäre ja zu einfach gewesen) sondern positioniert ihn als Tief-/Mitteltöner mit +/-4 mm linearem Hub - Respekt! Um die bewegte Masse trotz der 80 mm durchmessenden Schwingspule gering zu halten wurde das Magnetsystem daher als Unterhang-System ausgeführt. Das bedeutet, dass sich eine relativ kurze Schwingspule (das hält das Gewicht klein) in einem relativ langen Luftspalt befindet (das treibt leider die Magnetkosten nach oben; in diesem Falle wird auch noch das mittlerweile sündhaft teure Neodym verwendet). Ob das alles so geklappt hat zeigt die Messung der TSPs und des Klirrfaktors (s. u.).
Die ca. 92 mm durchmessende Membran wird zwar nicht am äußersten Rand angetrieben (wie normale Kalotten), aber die 80 mm zwischen der Schwingspule ist sie steifigkeitsmäßig allein auf sich gestellt. Die Membranresonanz tritt dennoch erst bei 9.5 kHz auf - das geht bei der Größe wohl nur mit einer Keramikmembran.

Nachtrag:

Alles in Allem kann man sagen, dass die ACCUTON-Leute mit der großen Schwingspule und dem dadurch benötigten Magnetsystem mit Unterhangschwingspule aus Neodym einen Weg gegangen sind, der sehr aufwändig und teuer ist. Warum hat man das also gemacht? Man hätte die Membran doch auch "konventionell" mit einer kleineren Schwingspule in der Mitte antreiben können, das klappt bei den anderen ACCUTON-Chassis (und allen anderen Mitbewerbern) doch auch prima.

Der Hintergrund ist: man wollte das akustische Zentrum des Mitteltöners möglichst weit nach vorne bekommen, und zwar auf dieselbe Ebene wie das der dazu passenden Hochtöner C25-6-158 (Test in Kürze) bzw. C30-6-358. Hätte man die Membrane in der Mitte angetrieben, dann wäre die Schallabstrahlung etwa 10 mm "früher" angefangen. Also hat man versucht die Membran möglichst weit außen anzutreiben um so wertvolle mm zu gewinnen. Der 2. Trick war die schon beschriebene "Vorverlegung" des Chassis durch die 6 mm hohe, vorstehende Phase.

Beides zusammen soll das Kunststück fertig gebracht haben die akustischen Zentren auf dieselbe Ebene zu bringen. Damit wäre mit Filtern, die zusammen mit den Chassis eine akustische Flankensteilheit von 6 dB/Oktave ergeben, eine zeitrichtige Wiedergabe möglich. Ob das wirklich geklappt hat werden wir nach dem Test des C25-6-158 überprüfen.

• Die TSP:
  Die gemessenen TSPs weichen sehr deutlich von den Herstellerangaben ab und streuen recht stark. Beides kann im Wesentlichen durch eine weniger weiche Aufhängung erklärt werden.
  Nachtrag:
  Der Hersteller war sehr erstaunt, dass unsere TSPs so sehr von seinen Angaben abwichen. Wir hatten auch schnell die Ursache gefunden: laut Hersteller stellen sich die angegebenen TSPs nur nach 24-stündigem Einspielen des Chassis bei 20 Hz mit +/- 5 mm Hub ein - wir hatten jedoch "nur" 8 Stunden lang mit tiefpassgefiltertem (100 Hz, 12 dB/Oktave) rosa Rauschen angeregt und dabei Spitzenauslenkungen von "nur" +/- 2 mm erreicht. Außerdem lagen zwischen dem Einrauschen und dem Messen der TSPs mehrere Tage.
  Da wir die Chassis aus eigener Tasche bezahlen und nicht etwa vom Hersteller bzw. Vertrieb geschenkt bekommen überlegen wir uns natürlich sehr genau, ob wir Chassis für fast 1000 € im Vorfeld auf diese rabiate Weise quälen. Wir haben dem Hersteller gegenüber auch sehr deutlich zum Ausdruck gebracht, dass wir diese Einspielprozedur für sehr unrealistisch halten.
  Wir planen einen Dauertest mit beiden C90-6-724 mit 1 Stunde Anregung pro Tag (CD-Länge, ein Chassis 20 Hz Sinus mit 5 Vrms, das andere rosa Rauschen 2.83 Vrms) und Messen der TSPs am nächsten Tag über eine Dauer von mindestens 2 Wochen - mal sehen was dann herauskommt
  Wie bei ACCUTON-Chassis üblich haben wir auf eine Messung mit Zusatzmasse verzichtet und stattdessen einfach die Herstellerangaben übernommen und damit die restlichen Größen berechnet. Auch bei der Membranfläche mussten wir auf die Herstellerangaben zurückgreifen, da das fest montierte Metallgitter eine genau Messung das äußeren und inneren Membrandurchmessers unmöglich gemacht hat.
  Die TSPs sind wie üblich pegelabhängig. Die Resonanzfrequenz von Chassis 1 verringert sich bei Steigerung des Anregungspegels von -18 dB auf +6 dB von 98.82 auf 82.76 Hz, also um 16.3%.

  Sahen die Herstellerdaten (Fs = 65 Hz, Qts = 0.52, Vas = 5.1 l) noch so aus als könnte man mit einer Bassreflexbox sogar Bass erzeugen (Vb = 12.5 l, Fb = 50 Hz, F3 = 44 Hz) legen die von uns gemessenen Daten eher ein geschlossenes Gehäuse mit Vorkondensator nahe (Vb = 1.75 l, F3 = 98 Hz, C = 470 uF, s. ONLINE-Rechner). Bei Verwendung eines geschlossenen Gehäuse wird die Steifigkeit der Aufhängung mit der Steifigkeit der Luftfeder parallel geschaltet so dass sich unterschiedliche Steifigkeiten der Aufhängung nicht so stark auswirken, wie der Vergleich der einzelnen TSP-Datensätze der beiden gemessenen Chassis zeigt. Zusätzlich wurden 2 Simulationen mit den Herstellerangaben gemacht, die aber u.a. einen deutlich niedrigeren Wirkungsgrad ergeben und die angegebenen 89 dB/2.83V/m weit verfehlen.

  

  Im Impedanzverlauf deutet sich beim "nackten" Chassis eine Störung um 1.2 kHz an. Im optimierten Gehäuse ist diese Störung verschwunden:

  

   

• Der Frequenzgang:
  Von 170 bis 3600 Hz verläuft der Frequenzgang im optimierten Gehäuse sehr linear und schwankt um weniger als +/- 1.22 dB. Oberhalb von 800 Hz steigt der Frequenzgang zunächst kontinuierlich ganz leicht an um dann von 2.5 bis 6 kHz langsam abzunehmen. Ab 6 kHz beginnt der Anstieg der Membranresonanz, die bis 9.5 kHz ca. 6 dB gegenüber dem mittleren Pegel zulegt. Die Membranresonanz liegt bei beiden Chassis bei derselben Frequenz, dies zeugt von einer guten Fertigungskonstanz der Keramikmembran.
  Auch von der Seite misst sich er C90-6-724 sehr gut. Bis knapp 2 kHz ist "Bündelung" ein Fremdwort für ihn, erst oberhalb von 2.7 kHz fängt er nennenswert an zu bündeln. Bis dahin verläuft der winkelgewichtete Schalldruck (= Energiefrequenzgang) fast perfekt linear.
  Im Zerfallspektrum klingt die Membranresonanz bei 9.5 kHz sehr langsam ab.
  Beide Chassis verhalten sich auf Achse und im Energiefrequenzgang fast identisch, nur bei 2.2, 4.3 und im Bereich der Membranresonanz gibt es leichte Abweichungen.
   
• Der Klirrfaktor:
  Der "harmonische" Klirrfaktor K2 verläuft im optimierten Gehäuse von 200 bis knapp 4 kHz weitgehend linear und ist - wie üblich - relativ stark vom Anregungspegel abhängig. Der "unharmonische" K3 (und K5) ist weniger stark vom Anregungspegel abhängig. K3 ist zwischen 200 und 2k Hz weitgehend konstant (bei geringen Pegeln Einbruch um 350 Hz). Danach steigt er bis 3.2 kHz (= 1/3 der Membranresonanz) deutlich an (ca. Faktor 7). K5 und K7 verhalten sich ähnlich, hier liegt das Maximum jedoch bei 1/5 bzw. 1/7 der Membranresonanz.
  Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 dB liegt K2 im Frequenzbereich von 200 bis 2700 Hz im Mittel bei 0.18 / 0.32 / 0.55 / 0.97 / 1.66%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von 0.11 / 0.15 / 0.22 / 0.30 / 0.36%.
  Gemäß dem Artikel Klirrfaktor - wie viel ist zu viel? wäre K2 damit im betrachteten Pegelbereich unhörbar. Die K3-Spitze bei 3200 Hz läge deutlich oberhalb der Frequenz, bei der der Mensch besonders empfindlich für diese Verzerrungsart ist, Gleiches gilt für K5 und K7. K3 wäre nur in dem kleinen Bereich maximaler Empfindlichkeit bei Sinusanregung gerade hörbar, die K3-Spitze bei 3.2 kHz wäre bei allen Pegeln unhörbar. K4 und K5 wären bei allen betrachteten Pegeln unterhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle. Generell sind die Klirrfaktoren sehr niedrig - allerdings erst oberhalb von 200 Hz. Darunter ist man zwar weniger empfindlich für Klirrfaktor, aber ein Einsatz als Tief-/Mitteltöner selbst als Surround-Satellit mit 80 Hz Hochpassfilter wäre bei höheren Lautstärken kritisch.
   

   

• Die Pegellinearität (C173N):
  . .. ist zwischen 200 und 2000 Hz fast perfekt und zeigt bis 4 kHz und +20 dB re 2 Volt Anregungsspannung (= 105.5 dB mittlerer Schalldruckpegel in 1m Abstand) keine größeren Dynamikeinbußen als 0.5 dB - besser geht es kaum.

   

HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der ACCUTON C90-6-724 ist eine geballte Ladung High-Tech: angefangen bei der völlig neuartigen, optisch und akustisch pfiffigen Befestigung über die fast am Rand angetriebene und dafür recht große Keramik-Inverskalotte, den Unterhangantrieb und die knifflige Zentrierspinne betritt dieses Chassis in vielen Bereich Neuland - Respekt! In unserer Folterkammer hat sich das Chassis in allen Disziplinen sehr gut geschlagen. Um einen gutmütigen Frequenzverlauf zu erzielen muss man bei der Gestaltung und Bedämpfung des Gehäuses aber Einiges beachten, sonst spielt der C90-6-724 deutlich unter seinen Möglichkeiten. Leider gibt der Hersteller in diesem Punkt keinerlei Hilfestellung.

Unserer Meinung nach ist der C90-6-724 optimal für den Frequenzbereich von 300 bis 2500 Hz als extrem hochwertiger Mitteltöner geeignet. Der Hersteller bezeichnet ihn als Tief-/Mitteltöner - aber selbst als Surround-Satellit mit 80 Hz Hochpassfilter wäre er bei höheren Lautstärken schnell überfordert.

Mit einem UVP von 490 € ist er allerdings auch kein billiges Vergnügen. Er ist zwar nicht so laut wie der "große" ACCUTON Mitteltöner C173-6-090 (der mittlerweile auch 733 € kostet), dafür spielt er oben rum aber etwa 1-2 Terzen höher und reduziert so die Anforderungen an den Hochtöner. Gerade die Kombination mit einem kompakten Hochtöner aus der CELL^®-Serie verspricht sehr nah beieinander und in der derselben Ebene liegende akustische Zentren und damit beste Voraussetzungen für eine Wiedergabe aus einem Guss.