Tieftöner

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

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Kompletter Datensatz beider Chassis (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor als TXT-Datei, ZIP, 74 kB)
Hinweis: Beide Chassis sind 24 Stunden eingerauscht!

• Der äußere Eindruck:
  Der BEYMA 15B100R-GH sieht wie ein klassischer 38er Bass aus: Druckgusskorb mit 8 Befestigungslöchern, 12-fach geriffelte Papiermembran, 110 mm durchmessende Staubschutzkalotte aus steifem Papier. Der Antrieb besteht aus einem 224 mm durchmessender Magnet mit gegossener, rückwärtiger Polplatte (mit 35 mm durchmessender Polkernbohrung) für besonders große Auslenkungen und einer 100 mm durchmessenden und 15.5 mm hohen Schwingspule in einem 10 mm hohen Lufspalt. Das ergibt rein rechnerisch "nur" einen linearen Hub von +/- 2.75 mm. Nach den Erfahrungen der BEYMA-Leute bleibt der Antrieb aber über einen größeren Bereich weitgehend linear, und zwar abhängig von der Luftspalthöhe um +/- Luftspalthöhe/3.5. Damit ergäbe sich dann ein linearer Hub von +/- 5.6 mm.

  

  

  Das "besondere" am 15B100R-GH ist jedoch, dass er keine im PA-Bereich übliche, mehrfach gefaltete Textilsicke hat sondern eine eher aus dem HiFi-Bereich bekannte Schaumstoffsicke. In den 80er Jahren, der Hoch-Zeit des Lautsprecher-DIY, war dieses Sickenmaterial sehr beliebt, fiel dann aber in Ungnade, als es 10 bis 15 Jahre später reihenweise zu Sickenfras kam. Mittlerweile sind die Schaumstoffsicken aber deutlich langzeitstabiler.

  Die "optimale" Sicke Die Funktion der Sicke ist es (zusammen mit der Zentrierspinne) die Membran zu führen. Die Einspannung in 2 Ebenen verhindert dabei auch ein Taumeln der Membran. Die 2-teilige Führung soll: um die Nulllage herum ohne Losbrechmoment funktionieren, über eine möglichst lange Strecke möglichst linear sein und bei darüber hinaus gehender Auslenkung durch einen progressiven Anstieg der Steifigkeit dafür sorgen, dass der Schwingspulenträger nicht gegen die hintere Polplatte donnert. Die meisten dieser Aufgaben übernimmt die Zentrierspinne, da sie an einer sehr steifen Stelle der Membran angreift (nämlich am Schwingspulenträger, in der Nähe der Verklebung zur Membran). Demgegenüber greift die äußere Sicke an einer sehr "wabbeligen" Stelle der Membran an - dem äußeren Rand der Membran, der maximal weit vom steifsten "Knotenpunkt" Schwingspulenträger/Membran/Staubschutzkalotte entfernt ist. Damit die Bewegung der Membran möglichst wenig beeinträchtigt wird sollte die Sicke also möglichst nicht zu schwer sein und eventuell auftretende Schwingungen des "wabbeligen" Membranrandes bedämpfen. Wenn die Sicke schwer wäre würde die Massenträgheit der Sicke die Membranbewegung am Rand reduzieren, im ungünstigsten Fall würde der Rand deswegen sogar gegenphasig zum Rest der Membran schwingen und einen Einbruch im Frequenzbereich erzeugen. Von diesem "Sickenresonanz" genannten Phänomen sind vor allem größere Breitbänder mit ihren sehr dünnen und daher am Rand wenig steifen Membranen betroffen. Aber auch die Membran eines 38er Basses ist am 316 mm durchmessenden Rand schon über 100 mm von der 100 mm durchmessenden Schwingspule und der 110 mm durchmessenden Staubschutzkalotte entfernt. Im Prinzip ist also eine leichte Schaumstoffsicke dazu geeignet die Membran zwar zu führen, ansonsten aber nicht negativ zu beeinflussen. Trotzdem muss die Membran natürlich selber dafür sorgen, dass nicht ihr Eigengewicht am Rand oder eine fehlende Membransteifigkeit zu Resonanzerscheinungen führt. Diese kann die leichte Schaumstoffsicke dann nicht mehr so gut wie eine dämpfend beschichtete, mehrfach gefaltete Textilsicke bedämpfen. Schaumstoffsicken wird nachgesagt, dass sie ein besonders geringes Losbrechmoment haben und daher besonders bei kleinen Auslenkungen eine lineare Federkennlinie haben. "Dummerweise" ist die Schaumstoffsicke nicht alleine dafür zuständig, denn die Zentrierspinne hat oftmals sogar eine stärkere Federwirkung und dominiert daher die Gesamtfederwirkung. Durch ihre geringe Masse und Eigensteifigkeit kann es bei Schaumstoffsicken in geschlossenen Gehäusen und bei großen Auslenkungen eher passieren, dass die Sicke vom Wechseldruck im Gehäuse beeinflusst und von ihrer gewollten Funktion abgebracht wird. Bei einem Subwoofer in einem kleinen, geschlossenen Gehäuse wäre eine Schaumstoffsicke daher eine schlechte Wahl.

  Wir sind mal gespannt, ob man die der Schaumstoffsicke nachgesagten positiven Eigenschaften in den Messdaten wiederfinden kann . . .

• Die TSP:
  Die gemessenen TSPs stimmen recht gut mit den Herstellerangaben bzw. den Ergebnisse der Messungen bei K&T im Heft 05/2011 überein (dort wurden übrigens dieselben Chassis gemessen wie bei uns):

  TS-Parameter	Einheit	BEYMA	HiFi-Selbstbau	K & T 05/2011
  Resonanzfrequenz Fs DC-Widerstand Rdc Mechanische Güte Qms Gesamtgüte Qts Äquiv. Luftvolumen Vas Membranmasse Mms Kraftfaktor BL Wirkungsgrad Eta (1m, Halbraum)	[Hz] [Ohm] [-] [-] [dm³] [g] [N/A] [dB/2.83V/m]	30 5.4 10.894 0.252 248.96 119 21.8 98	28.21 5.38 11.446 0.22 313.33 109.97 21.64 98.6	26.51 5.29 7.47 0.2 355.99 111.13 21.42 98.6

  Der lineare Hub ist mit rechnerischen +/- 2.75 mm ( (Schwingspulenhöhe-Luftspalthöhe)/2 ) nicht gerade üppig, dafür sind in Freiluft (= Bassreflexbox) bei sehr tiefen Frequenzen nur 1 Watt Verstärkerleistung nötig. In einem geschlossenen Gehäuse wäre bei 50 Hz und einem Schalldruckpegel von 107 dB(Peak) eine Spitzenauslenkung von +/- 2.75mm erreicht.
  Im Impedanzverlauf deuten sich Membranresonanzen bei knapp 800, 1300, 1600 und 3000 Hz an, die sich - wie üblich - im Frequenzgang wiederfinden. Die Impedanzerhöhungen sind auch im Datenblatt des Herstellers erkennbar.

  Die TSPs lassen in einem "idealen" Bassreflexgehäuse keine Tiefbasswiedergabe erwarten. Erst wenn man das Gehäuse deutlich größer macht, in Wandnähe aufstellt und auf praxisgerechte 40 Hz abstimmt geht es tief genug hinunter:

  

  Da die maximale Übernahmefrequenz zum Mittel- oder Hochtöner ohnehin unter 1 kHz sein sollte könnte man den sanften Anstieg zu hohen Frequenzen hin auch durch eine etwas zu große Spule auffangen . . .
  Die Streuung der TSPs ist bei den wesentlichen Parametern Rdc, Mms und BL sehr gering.
  

• Der Frequenzgang:
  Es ist immer wieder erstaunlich, wie linear der Frequenzgang von 38er Basslautsprechern sein kann - auf Achse. Trotz des stattlichen Membrandurchmessers schafft der 15B100R-GH dort eine obere Grenzfrequenz von etwa 1.6 kHz, bevor er "abstürzt". Die obere Frequenzgrenze wird allerdings nur durch eine "Doppelresonanz" bei 1.3 und 1.6 kHz erreicht und geht mit einem Anstieg beginnend von ca. 600 Hz einher. Um 800 Hz gibt bereits eine erste Membranresonanz.
  Bis 500 Hz ist der Frequenzgang perfekt, darüber setzt dann auch die Bündelung ein.
  Im Zerfallspektrum sieht man verzögertes Ausschwingen bei 800, 1300, 1600 und 3000 Hz - diese Frequenzen kennen wir schon aus der Impedanzmessung.
  Die Exemplarstreuung ist sehr gering. Das zeugt von einer guten Fertigungskonstanz.

• Der Klirrfaktor:
  Der "harmonische" Klirrfaktor K2 verläuft weitgehend konstant. Der "unharmonische" K3 zeigt Spitzen bei ca. 433 und 533 Hz (1/3 der Membranresonanzen 1300 bzw. 1600 Hz) sowie bei 1000 Hz (1/3 der Membranresonanz bei 3 kHz). Auch K5 weist eine Doppelspitze bei 260 und 320 Hz auf (1/5 der Membranresonanzen 1300 bzw. 1600 Hz) sowie bei 600 Hz auf (1/5 der Membranresonanz bei 3 kHz).
  Bei einem mittleren Schalldruckpegel von 90 / 95 / 100 / 105 dB liegt K2 im Frequenzbereich von 40 bis 1000 Hz im Mittel bei 0.39 / 0.69 / 1.27 / 2.53%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von 0.16 / 0.21 / 0.27 / 0.44%.
  Gemäß des Artikels Klirrfaktor - wie viel ist zu viel? wäre die K3-Klirrspitze bei 433/533 Hz gerade nicht hörbar, wohl aber die Spitze bei 1 kHz. Auch die K5-Spitze bei 600 Hz ist hörbar. Bei sehr hochwertigen Systemen sollte der 15B100R-GH daher nur bis max. 500 Hz zum Einsatz kommen.

• Die Pegellinearität:
  Trotz des hohen Wirkungsgrades wurde die Pegellinearität bis 20 V gemessen, das entspricht bei einem Wirkungsgrad von 98.5 dB/2.83V/m einem Schalldruck von immerhin 115.5 dB!! Bis 600 Hz ist die Pegellinearität sehr gut, darüber macht der 15B100R-GH zunehmend dicht, bei 1 kHz sind aber immerhin noch 111.5 dB mit einer Dynamikkompression <= 1 dB machbar.