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 21 Zoll, nichts für schnödes Beamtendenken,

 unser 21" Chassis mit der einfachen Bezeichnung HSB21 ist nichts für Kleingeister und Menschen, die in geregelten Bahnen denken. Hier muss man in  jeder Beziehung anders denken und auch die Beziehung muss umdenken. Man darf mit umbauten Raum nicht zimperlich sein, wenn man diese  Chassis in ein Gehäuse bauen möchte. Selbst wenn man die Chassis in ein Dipol-Gehäuse verbannen will um Platz zu sparen, braucht es immer noch  eine Grundfläche von mindestens 60 x 60 cm, damit man die Teile überhaupt festschrauben kann. Unsere größte Einbauplatte im RAR war denn auch  gerade so groß genug um die Aufgabe zu bewältigen.

 Aber warum das Ganze? Es gibt einen Grundsatz bei Tieftonchassis, der auch in modernen Zeiten immer noch gilt: "Membranfläche ist durch nichts zu  ersetzen, außer durch noch mehr Membranfläche". Diese Selbstverständlichkeit großer Chassis bei der Wiedergabe von tiefen Tönen lässt selbst 20  cm und 25 cm Tieftonchassis wie Spielzeug aus dem Kindergarten wirken. Wenn man sich mal Instrumente anschaut, die tiefe Töne erzeugen, wird  schnell klar: sie sind allesamt groß und verfügen über viel schwingende Fläche.

 In diesem Sinne, viel Spaß beim Lesen des Datenblatts zum HSB21 Groß-Tieftöner.

 

 

 

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen

Vertrieb: MINDAUDIO Typ: HSB-21, 8 Ohm

kein Datenblatt des Herstellers verfügbar

Foto des Chassis


Der äußere Eindruck:

Der HiFi-Selbstbau Bass 21 sieht wie ein PA-Bass aus - nur größer. "Männerbässe" fangen ja so ab 15" (38cm) an - der HSB21 hat aber einen Durchmesser von 21" (56 cm) und damit in etwa die doppelte Membranfläche eines 38ers. Dagegen sieht ein "normaler" 20er Tieftöner wie ein Hochtöner aus:

Die Membran ist ein perfekter Konus (also keine NAWI-Membran), die Staubschutzkalotte ist mit 180 mm Durchmesser so groß wie ein normaler Tieftöner. Die Textilsicke ist 4-fach gewellt und erlaubt so auch hohe Auslenkungen. 

Der Alu-Druckgusskorb wird mit 8 Schrauben am Gehäuse befestigt. Die Verbindung zum Magnetsystem geschieht über 5 breite Streben. Der Magnet hat einen Durchmesser von 220 mm und ist 38 mm hoch. Darin bewegt sich eine 100mm durchmessende Schwingspule, die Dank 32 mm durchmessender Polkernbohrung ordentlich Hitze wegstecken kann. Die vordere Polplatte ist 12 mm hoch, der lineare Hub beträgt +/- 8mm. Die Zentrierspinne ist nicht hinterlüftet.
Der HSB-21 kommt in einem stabilen Karton, was in Anbetracht seines Gesamtgewichts von 18 kg aber auch nötig ist.


Die TSP:

Die gemessenen TSPs lassen sich vom Anregungspegel in keinster Weise beeindrucken - der steckt also was weg!
Eine Resonanzfrequenz von 21 Hz verbunden mit einer Gesamtgüte von 0.40 versprechen im Bassreflexgehäuse eine untere Grenzfrequenz von 21 Hz. Das Volumen beträgt dann allerdings etwa 700 Liter :-( Das Gehäuse müsste auf 21 Hz abgestimmt werden. Für Heimkino macht das Sinn, für Hifi wär eine Abstimmung auf 35 Hz praxisgerechter. In 300 l ergibt sich dann eine Überhöhung von ca. 3 dB um 50 Hz, das Chassis kann oberhalb von 30 Hz dann aber bis zu 8 dB höhere Schalldruckpegel erzielen (AJ-Horn Simulation, Fenster SPLmax): 

Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
488 mm
430 mm
0 mm
1655 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
Äquiv. Luftvolumen Vas
Kraftfaktor BL
Wirkungsgrad Eta (1m, Halbraum)
21.12 Hz (+/-1.4%)
7.035 Ohm (+/-0.3%)
9.632 (+/-2.7%)
0.4175 (+/-0.8%)
0.4005 (+/-0.9%)
286.115 gr (+/-2.9%)
770.91 dm³ (+/-5.7%)
25.29 N/A (+/-2.4%)
94.87 dB (+/-0.02)

Die Simulation mit AJ-Horn zeigt die Membranamplitude, den maximal möglichen Schalldruck SPLmax und die dazu benötigte Leistung Pmax:


grün - 150 ltr geschlossen / rot - 700 ltr BR 21 Hz / schwarz - 300 ltr BR 35 Hz)

Die Streuung der TSPs ist sehr gering.
Im Impedanzverlauf deuten sich Membranresonanzen bei 270, 360 und 1300 Hz an, die sich - wie üblich - allesamt im Frequenzgang wiederfinden.


 Der Frequenzgang:

Abgesehen von kleineren Welligkeiten ist der Frequenzgang bis 300 Hz fast perfekt. Dann kommt eine Stufe bei 400 Hz, die auch im Zerfallspektrum und beim Klirrfaktor zu erkennen ist. Bei 500 Hz erkennt man bei Betrachtung aller Winkel ebenfalls eine kleine Resonanz - danach fängt der 21" an zu bündeln (s.a. winkelgewichteter Schalldruck und Bündelungsgrad).
Um 1.4 kHz gibt es eine Membranresonanz. Bei 2.5 kHz bäumt sich die Membrane ein letztes Mal auf. Beide Resonanzen sind jedoch nicht relevant - der 21" sollte bis maximal 400 Hz eingesetzt werden.

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


Sprungantwort

Sprungantwort (Chassis 1, 50 cm, 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 1, 20 cm, 0°)

 

Die Pegellinearität:
Knapp oberhalb von 100 Hz (= Impedanzminimum) erhöht sich der Schalldruck pro zugeführtem dB um mehr als erwartet, ansonsten wird - wie üblich - weniger Schalldruck produziert als erwartet. Bis +15 dB re 2 Volt bleiben die Abweichungen aber (bis auf wenige 1/12 Oktaven) unter 0.5 dB. Bei einem Wirkungsgrad von knapp 95 dB/2.83V/m entspricht dies immerhin schon einem Schalldruck von 107 dB! Selbst 5 dB "später" bleiben die Abweichungen in der Regel < 1 dB. Damit erfüllt der HSB-21 die in ihn gesteckten Erwartungen an ein PA-Chassis.


 Der Klirrfaktor:

Der "harmonische" Klirrfaktor K2 verläuft fast über den gesamten Frequenzbereich linear und ist stark vom Anregungspegel abhängig. Demgegenüber zeigt sich der "unharmonische" K3 (und K5) weitgehend unbeeindruckt vom Anregungspegel. Wegen des K3-Anstiegs oberhalb von 300 Hz sollte der HSB-21 ab 400 Hz (dort wird das Maximum erreicht) möglichst aus dem Rennen genommen werden.
Bei einem mittleren Schalldruckpegel (100-500 Hz) von 95 / 100 / 105 / 110 dB liegt K2 im Frequenzbereich von 25 bis 400 Hz im Mittel bei 0.50 / 0.91 / 1.69 / 3.34%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von 0.35 / 0.48 / 0.58 / 0.77%.
Nach unseren Erkenntnissen (s. Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) ist der Klirrfaktor K2 bis 110 dB selbst bis 1000 Hz unhörbar. Das K3-Plateau ab 400 Hz (= 1/3 der Membranresonanz) wäre bei 95 dB und 400 Hz bei Sinusanregung gerade hörbar, bei höheren Pegel jedoch nicht mehr hörbar. K4 wäre wieder bis 400 Hz unhörbar. Die K5-Spitze bei ca. 300 Hz (= 1/5 der Membranresonanz) kratzt bei 95 und 100 dB gerade an der Hörbarkeitsschwelle.

 

Klirrfaktor bei 95 bis 110dB/1m (Halbraum)


 HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der HSB-21 ein ganz schöner Brocken: mit einem Nenndurchmesser von 21" ist er bisher das größte jemals bei HiFi-Selbstbau gemessene Tieftonchassis und lotet damit die Grenzen unseres Messpodests aus. Die TSPs weisen ihn als PA-Subwoofer aus: für einen Tiefgang bis 21 Hz benötigt er allerdings auch eine 700 l große Behausung - da passt zur Not der Hausfreund bzw. -freundin rein ;-) Dann sind ab 22 Hz immerhin 113 dB machbar - das dürfte die Heimkinofreaks freuen.

Für Musikwiedergabe reichen auch 300 l auf 35 Hz abgestimmt. Dann schiebt der HSB-21 sogar bis zu 125 dB in den Hörraum - dafür braucht man fast schon einen Waffenschein (und einen Verstärker, der mal kurz 1000 Watt raushauen kann) . . .

Bis 300 Hz verhält er sich weitgehend perfekt, mit leichten Einschränkungen ist er aber auch bis 500 Hz einsetzbar. Damit ist er ein idealer Partner für unseren kürzlich getesteten "Extrem-Hochtöner" bestehend aus einem 2" Treiber und einem 21" Kugelwellenhorn (s. Datenblatt D.A.S. ND-8 + Jabo KH-53).

Der HSB-21 ist exklusiv bei HiFi-Selbstbau erhältlich und kostet schlappe 250 €/Stück + Versand. Damit ist er in der Riege der 21"-Chassis ein echtes Schnäppchen!

Kompletter Datensatz von Chassis 1 (Impedanz (beide), Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 63 kB)
Hinweis: Beide Chassis sind 24 Stunden lang mit 18 Volt bei 50 Hz eingebrummt!