Tiefmitteltöner

Omnes Audio SW 5.01

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Kleines Subwooferchassis von OMNES AUDIO

 

Die meisten Leute bevorzugen kompakte Lautsprecher - aber tiefe Töne laut wiedergeben sollen sie doch. In solchen Fällen braucht man ein relativ kleines Chassis, das die fehlende Membrangröße durch großen linearen Hub kompensiert. Damit das Gehäuse kompakt bleiben kann darf die Membran relativ schwer sein (-> geringes Vas) - den damit einhergehenden geringen Wirkungsgrad nimmt man billigend in Kauf, da Verstärkerleistung heutzutage preiswert verfügbar ist.

Ein solches Chassis ist der OMNES AUDIO SW5.01. Im Gegensatz zum VISATON W 130 X hat man hier auf eine Doppelschwingspule verzichtet und ein besonders kosteneffizientes 4-Ohm-Chassis nach klassischem Strickmuster designt.

Unser detailliertes Datenblatt klärt, was der OMNES AUDIO SW 5.01 kann und wie er am besten eingesetzt wird . . .

 

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
Hersteller / Vertrieb: OMNES AUDIO / BPA Typ: SW 5.01, 4 Ohm Datenblatt des Herstellers nicht verfügbar

Foto des Chassis


Der äußere Eindruck:

Von vorne sieht der SW 5.01 mit seinen 4 "Ohren" ausgesprochen klassisch aus: Papiermembran mit großer, inverser Staubschutzkalotte und relativ breiter Gummisicke. Der Stahlblechkorb ist nach vorne umgebördelt, den Zwischenraum zur Gummisicke füllt eine durchgehende Moosgummidichtung und erleichtert so eine Montage hinter der Schallwand.
In den "Ohren" gibt es 4 Anschraubpunkte, von denen 4 breite Stege zum Magneten führen. Die 4 Öffnungen haben eine Gesamtfläche von ca. 46 cm² und sind damit deutlich kleiner als die Membranfläche. Die Zentrierspinne ist hinterlüftet, durch die Öffnungen ist erkennbar, dass der Schwingspulenträger gelocht ist und die Schwingspule ca. 5 mm über die vordere Polplatte hinausragt.
Der 90 mm durchmessende und 20 mm hohe Magnet ist für die 32 mm durchmessende Schwingspule ordentlich motorisiert. Eine 12 mm durchmessende Polkernbohrung sorgt für Belüftung.


Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
117 mm
92 mm
0 mm
85.8 cm²

 

TSP aus Messung mit Zusatzmasse
(Mittelwert und Streuung von
2 Chassis, Anregung -6 dB):
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)
46.58 Hz (+/-2.4%)
3.72 Ohm (+/-0.8%)
4.023 (+/-1.1%)
0.407 (+/-1.7%)
0.370 (+/-1.7%)
21.19 gr (+/-1.9%)
5.76 dm³ (+/-6.8%)
7.53 N/A (+/-0.9%)
86.78 dB (+/-0.03)

Die TSP:

Im Impedanzverlauf sind keine zusätzlichen Impedanzspitzen erkennbar.

Die Resonanzfrequenz ist deutlich vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB um 16.3%.

Die Streuung der TSPs ist gering, das lässt auf eine gute Serienkonstanz schließen.

Auffällig ist die für einen Subwoofer relativ hohe Resonanzfrequenz von knapp 47 Hz, trotz der relativ hohen bewegten Masse von gut 21 gr. Die Nachgiebigkeit der Membranaushängung (bestehend aus Sicke und Zentrierspinne) ist mit 0.55 mm/N relativ gering und beschert dem SW 5.01 so ein moderates Äquivalentvolumen von knapp 6 Litern.
Aus den TSPS ergäbe sich ein Wirkungsgrad von 86.8 dB/2.83V/m (bzw. 83.8 dB/2V/m, da es sich ja um ein 4-Ohm-Chassis handelt), wegen der hohen Schwingspuleninduktivität bleiben davon aber nur knapp 84 dB/2.83V/m bzw. 81 dB/2V/m übrig (Mittelwert 100 bis 500 Hz).

Und welche TSPs gibt OMNES AUDIO an?

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau OMNES AUDIO Abweichung
Resonanzfrequenz Fs
Gesamtgüte Qts
Äquiv. Luftvolumen Vas
Wirkungsgrad Eta (1m, Halbraum)
Gleichstromwiderstand Rdc
Effektive bewegte Masse Mms
Kraftfaktor BL
[Hz]
[-]
[dm³]
[dB/2V/m]
[Ohm]
[gr]
[N/A]
46.58
0.37
5.76
83.78
3.72
21.19
7.53
47.61
0.43
4.59
82.28
3.8
25.49
7.88
-2.2%
-14%
25.5%
1.5
-2.1%
-16.9%
-4.4%

Laut BPA soll die bewegte Masse gut 4 Gramm oder 17% schwerer sein. Bei fast gleicher Resonanzfrequenz (+2.2%) und gleichem Kraftfaktor (+4.4%) ergibt sich dann ein 25.5% geringeres Äquivalentvolumen und eine 14% höhere Gesamtgüte. Und was bedeutet das für die Gehäuseauslegung mit LASIP?

In einem geschlossenen Gehäuse von 2 Litern geht es nur bis knapp 92 Hz runter (Qtc = 0.73, rote Kurve). In einer 4 Liter großen Bassreflexbox geht es bis 52 Hz runter (blau, gestrichelte Kurve), die Abstimmfrequenz beträgt dann relativ hohe 50 Hz -> wenn mal tiefe Töne um 35 Hz kommen dann ergeben sich sehr hohe Auslenkungen. Wenn man die von BPA angegebenen TSPs annimmt sollte das Bassreflexgehäuse 5.5 Liter groß und auf 44 Hz abgestimmt werden und ginge bis 42 Hz runter (grüne Kurve). Nimmt man nur 4 Liter und stimmt auf 50 Hz ab ergibt sich weitestgehend wieder die blaue, gestrichelte Kurve. Nimmt man unsere gemessenen TSPs an und baut das Chassis virtuell in eine 5.5 Liter große, auf 44 Hz abgestimmt Bassreflexbox ein ergibt sich weitestgehend die grüne Kurve - die Physik lässt sich halt nicht verbiegen . . .

Hier mal eine Simulation mit WinISD zum Thema maximaler Schalldruck (Annahme: 5 mm linearer Hub):


-> im 4 Liter BR-Gehäuse (Fb = 50 Hz, grüne Kurve) kann der SW5.01 bei 50 Hz knapp 10 dB mehr Schalldruck erzeugen als im 2 Liter geschlossenen Gehäuse
-> reduziert man Fb auf 42 Hz (blaue Kurve) verliert man zwar um 60 Hz ca. 3 dB, unter 37 Hz gewinnt man aber 7 dB Maximalschalldruck dazu

Bei einer Eingangsleistung von 40 Watt würde die geschlossene Box (rote Kurve) niemals den linearen Auslenkungsbereich verlassen. Die höher (Fb = 50 Hz) abgestimmte Bassreflexbox überschreitet die 5mm-Auslenkungsmarke bei knapp über 40 Hz, die tiefer (Fb = 42 Hz) abgestimmte Variante erst bei knapp unter 35 Hz:


Der Frequenzgang:

. . . verläuft auf Achse bis 1 kHz mit leicht abfallender Tendenz wie mit dem Lineal gezogen. Danach steigt der Frequenzgang bis 1.6 kHz wieder um ca. 3.5 dB. Danach fällt der Frequenzgang bis 2 kHz um gut 10 dB ab und es folgen noch 2 weitere Membranresonanzen.
Die Bündelung setzt ab knapp 2 kHz ein - aber bis dahin sollte das Chassis eh schon lange aus dem Verkehr genommen worden sein.

Die Streuung der beiden Chassis ist bis 1.6 kHz gering - ein erneutes Zeichen für eine gute Serienkonstanz.

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


Sprungantwort/Pegellinearität

Die Sprungantwort sieht fast aus wie aus dem Lehrbuch, allerdings erfolgt der Anstieg relativ langsam (-> geringe obere Grenzfrequenz) und ca. 0.612 ms nach dem Maximum gibt es eine "unerwartete" Spitze in der Sprungantwort, die auf die Membranresonanz bei 1/0.612 = 1.63 kHz hindeutet.
Das periodenskalierten Zerfallspektrum sieht gut aus, erst die "oberen" Membranresonanzen bei 3 und 4.8 kHz klingen etwas länger aus.

Sprungantwort (Chassis 1, 20 cm, 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm, 0°)


Die Pegellinearität:

Bei einer Anregung von 1 bis 10 Volt (das entspricht einem mittleren Schalldruckpegel von 75 bis 95 dB in 1 m Abstand) sind zwischen 50 und 1600 Hz so gut wie keine Linearitätsfehler > 0.5 dB erkennbar. Erhöht man die Anregung auf 2 bis 20 Volt (= 81 bis 101 dB bzw. 1.08 bis 108 Watt) komprimiert das Chassis ab +17 dB (= 54 Watt) um 140 Hz deutlich. Da das Chassis 40 Watt Dauerlast und kurzzeitig 80 Watt "verträgt" passt das gut zusammen.


Der Klirrfaktor:

Alle Klirrkomponenten steigen unter 100 Hz stark an und verlaufen darüber bis 2 kHz weitgehend linear. Bis zu einem Schalldruckpegel von 90 dB (Mittelwert 100 bis 500 Hz) steigen die Klirrkomponenten moderat mit dem Anregungspegel, bei 95 dB steigen insbesondere die höheren Klirrkomponenten stark an, das Chassis Kollabiert aber noch nicht.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 80 / 85 / 90 / 95 dB liegt K2 zwischen 50 und 500 Hz im Mittel bei leicht erhöhten 0.486 / 0.761 / 1.264 / 2.118% - dies kommt aber vor allem durch die tiefen Frequenzen. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von noch moderaten 0.395 / 0.435 / 0.521 / 0.796%. Selbst bei 95 dB mittlerem Schalldruckpegel (das entspricht einem Anregungspegel von 10.3 Volt an 3.72 Ohm = 28.5 Watt) "explodiert" der Klirrfaktor noch nicht (außer bei sehr tiefen Frequenzen).

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wären die Klirrkomponenten erst unterhalb von 42 Hz und oberhalb von 473 Hz (K3) hörbar. Bei niedrigeren Pegeln ist es vor allem K2, je höher der Pegel desto mehr höhere Klirrkomponenten kommen hinzu.

Beide Chassis verhalten sich weitestgehend identisch - ein weiteres Zeichen für eine gute Serienkonstanz

Klirrfaktor bei 80 bis 95dB/1m (Halbraum, 20cm)


HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der OMNES AUDIO SW 5.01 gewinnt (zumindest von vorne eingebaut) wegen seines "klassischen" Korbes mit 4 "Ohren" zwar keinen Schönheitspreis, aber ansonsten hat er sich ganz gut in unserer Folterkammer geschlagen und sogar die Exemplarstreuung ist in allen Disziplinen sehr gering.

Als Subwoofer überzeugt er gerade in den "grobmotorischen" Disziplinen wie Klirrfaktor und Pegellinearität. Er kann aber auch bedenkenlos bis ca. 500 Hz hinauf in FAST-Systemen eingesetzt werden (= Fullrange And Subwoofer Technology). In einer 4 Liter großen Bassreflexbox geht er bis ca. 50 Hz runter und kann - je nach Abstimmfrequenz - bis zu 95 dB Schalldruck bei 40 Hz produzieren. Das größte Problem dürften dabei aber die Strömungsgeräusche aus dem Bassreflexrohr sein, welches bei einer angenommenen maximalen Länge von 15 höchstens 2.7 cm Durchmesser haben darf -> da sollte man sich ggf. nach einem Passivstrahler umsehen . . .

Mit einem UVP von 25 € ist der OMNES AUDIO SW 5.01 ein echtes Schnäppchen - da kann man auch mal mehrere pro Box einsetzen ;-). Wir planen 4 Stück davon mit einem TANGBAND W3-1797S in einer schlanken Säule zu kombinieren . . .

Kompletter Datensatz von 2 Chassis (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 89 kB)

Kommentare  

# BluePlanet 2020-04-15 13:02
Danke für den Test. Da der Kleine bis ca 1kHz läuft, kann hoch getrennt werden. Die Weiche wird "günstig" und eine Soundbar/ Bluetooth Box wird mit passiver Weiche möglich. Es wird nur ein 2 Kanal Verstärker benötigt. Passt perfekt zu dem OmnesAudio BB 2.5...
# vr-crack 2020-04-14 11:57
Sicher auch gut für kleine Soundbars geeignet. Die Membran ist mit einem CMS von ca. 0,43 mm/N recht hart eingespannt und somit dürfte wagerechter Betrieb kein Problem sein. OAudio hat doch passende Passiv-Membrane n, damit sind lange Rohre in kleinen Gehäusen nicht nötig.
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