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Genügsamer 38er von MONACOR

 

Um tiefe Töne laut wiederzugeben muss viel Luft verschoben werden. Das geht zwar auch mit kleinen Chassis und sehr großem Hub, aber bei entsprechendem Tiefgang geht das meistens auf Kosten des Wirkungsgrades. Wenn ein hoher Wirkungsgrad gefordert ist kommt man um eine große Membrane nicht herum.

Damit man ein Geräusch doppelt so laut empfindet muss man leider 10 dB mehr Schalldruck erzeugen. Dazu braucht man bei gleichem Wirkungsgrad die 10-fache Leistung, und im Bassbereich muss die 3.16-fache Menge Luft verschoben werden. Bei gleichem Hub wird so aus einem 20er Tieftöner mit ca. 230 cm² Membranfläche ein Tieftöner mit 727 cm² Membranfläche - das ist zwischen einem 30er (ca. 530 cm²) und einem 38er (ca. 880 cm²) Tieftöner. Die 10-fache Verstärkerleistung muss man erst mal haben und das Chassis müsste sie auch thermisch verkraften - besser ist es da den Wirkungsgrad um 5 dB zu erhöhen, dann braucht man "nur noch" die 3.16-fache Leistung.

"Dummerweise" brauchen solche Chassis dann meist ein großes Gehäuse um auch tief zu kommen (s. Zusammenhang zwischen Wirkungsgrad, unterer Grenzfrequenz und Gehäusevolumen). Erfahrungsgemäß reicht eine untere Grenzfrequenz von ca. 35 bis 40 Hz, da in den meistens Räumen stehende Wellen um die 29 bis 34 Hz (längste Raumabmessung 6 bis 5 m) den Frequenzgangabfall kompensieren.

Wenn man den großen Tieftöner dann noch auf die Seite verbannt sieht die Box von vorne ganz harmlos aus. Diesen "Trick" haben wir bei unserer DreiZwo bzw. 32M2 angewendet. Die kann zwar schon recht laut (wenn 100 Watt Verstärkerleistung zur Verfügung stehen), aber bei einer Party macht die DreiZwo dann doch schlapp.

Ein geeignetes Chassis für eine "große" DreiZwo scheint der MONACOR SPH-390TC zu sein: er kann ca. die 4-fache Menge Luft verschieben und hat (bei Parallelschaltung der beiden Schwingspulen) einen deutlich höheren Spannungs-Wirkungsgrad.

Unser detailliertes Datenblatt klärt, was der MONACOR SPH-390TC kann und wie er am besten eingesetzt wird . . .

 

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
HSB-Logo
Hersteller / Vertrieb: MONACOR Typ: SPH-390TC, 8+8 Ohm Datenblatt des Herstellers

Foto des Chassis



Der äußere Eindruck:

Von vorne sieht der SPH-390TC irgendwie zwischen HiFi und PA aus:

  • der umgebördelte Blechkorb mit der 8-teiligen Papierdichtung sieht 100% nach PA aus
  • die Schaumstoffsicke ist PA-untypisch und sieht nach HiFi aus
  • die geriffelte Membran findet man in beiden Welten, aber in der PA-Welt wäre sie aus Papier und nicht aus karbonisiertem Polypropylen
  • die Textil-Staubschutzkalotte kennt man eher aus dem HiFi-Bereich

SPH-390TC

Der Blechkorb ist sehr stabil, es gibt insgesamt 8 Anschraubpunkte -> das erlaubt eine bombenfeste Montage.

Die Zentrierspinne ist nicht hinterlüftet, dafür gibt es eine 18 mm durchmessende Polkernbohrung.
Mit einem 180 mm durchmessenden und 20 mm hohen Magnet ist die 65 mm durchmessende Schwingspule ordentlich motorisiert.
2 Schwingspulen mit je 8 Ohm erlauben Impedanzen von 4 Ohm (parallel), 8 Ohm (nur eine Spule) oder 16 Ohm (in Reihe).

SPH-390TC

 


Die TSP

Membranfläche:   Außendurchmesser:
  Innendurchmesser:
  Plugdurchmesser:
  -> Membranfläche Sd:
  350 mm
  308 mm
  0 mm
  850.1 cm²

 

 

 

 

TSP aus Messung mit
Zusatzmasse (Anregung -12 dB):
 Spulen parallel  Spulen in Reihe  Spule einzeln 
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) 
  28.16 Hz
  3.79 Ohm
  5.602
  0.370
  0.347
  128.4 gr
  253.8 dm³
  15.26 N/A
  97.01 dB
  28.53 Hz
  13.36 Ohm
 6.404
  0.327
  0.311
  128.4 gr
  247.3 dm³
  30.67 N/A
  92.13 dB
  28.76 Hz (+/-1.6%)
  6.68 Ohm (+/-1.3%)
  6.052 (+/-2.9%)
  0.684 (+/-0.1%)
  0.614 (+/-0.2%)
  128.4 gr
  243.51 dm³ (+/-3.3%)
  15.06 N/A (+/-1.4%)
  91.97 dB (+/-0.01)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im Impedanzverlauf sind zusätzlichen Impedanzspitzen bei 500 und 1050 Hz erkennbar, die sich auch im Frequenzgang wiederfinden.

Die Resonanzfrequenz ist deutlich vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB um 16.7%.

Wegen der verschiedenen "Schaltungsmöglichkeiten" wurde nur 1 Chassis vermessen. Die Änderungen der TSPs durch die Beschaltungen entsprechen weitgehend der Theorie (Referenz sei die Nutzung nur einer Spule):

  • bei Parallelschaltung halbiert sich die Impedanz (hier 13.5% höher), der Kraftfaktor bleibt gleich (hier 1.3% höher) -> der Spannungs-Wirkungsgrad steigt um 6 dB (hier 0.96 dB weniger); die Resonanzfrequenz bleibt gleich (hier 2.1 % niedriger)
  • bei Reihenschaltung verdoppelt sich die Impedanz (passt hier genau), der Kraftfaktor verdoppelt sich (hier 1.8% höher) -> der Spannungs-Wirkungsgrad bleibt gleich (hier 0.16 dB mehr); die Resonanzfrequenz bleibt gleich (hier 0.8 % niedriger)

Auffällig ist der recht hohe "rechnerische" Spannungs-Wirkungsgrad von bis zu 97.01 dB/2.83V/m (bei Parallelschaltung der beiden Schwingspulen). Wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Schwingspulen bleiben davon aber "nur" 94.8 dB/2.83V/m übrig (Mittelwert 50 bis 500 Hz). Die Serienschaltung kommt auf 92.13 dB und mit einzelner Schwingspule ergeben sich 91.16 dB: wegen geringerer Schwingspuleninduktivität steigt der Frequenzgang zu höheren Frequenz an und erreicht oberhalb von 1 kHz fast das Niveau der Parallelschaltung, außerdem steigt der Schalldruck unterhalb von 100 Hz wegen der höheren Gesamtgüte an.

Und welche TSPs gibt MONACOR an (beide Spulen parallel)?

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau MONACOR Abweichung
(original)
HiFi-Selbstbau
(35% weicher)
Abweichung
(35% weicher)
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]
 28.16
 0.347
 253.8
 97.01
 3.79
 128.4
 15.26
23
0.26
284
96
3
160
16.72
22.4%
33.5%
-10.6%
1.01
26.3%
-19.8%
-8.7%
22.7
0.28
390.46



&nbsp
-1.3%
7.6%
37.5%



&nbsp

Die Abweichungen zwischen beiden Datensätzen sind recht groß: wenn man die Nachgiebigkeit der Aufhängung um 35% erhöht ergibt sich zwar weitgehend dieselbe Resonanzfrequenz, und auch die Gesamtgüte weicht nur noch um 7.6% ab, aber dann ergäbe sich ein knapp 40% höheres Äquivalentvolumen Vas. Laut TSPcheck passen die MONACOR-Angaben nicht recht zusammen, hier ergeben sich Differenzen von bis zu 17% (z.B. Rdc oder Qes).

Und was bedeutet das für die Gehäuseauslegung mit LASIP?

In einem geschlossenen Gehäuse von 70 Litern geht es nur bis knapp 60 Hz runter (Qtc = 0.75, rote Kurve). In einer 140 Liter großen Bassreflexbox mit 35 Hz Abstimmfrequenz geht es bis 36 Hz runter (grüne Kurve). Will man nur 100 Liter spendieren, geht es bei einer Abstimmfrequenz von 34 Hz immer noch bis 41 Hz runter. Mit den Herstellerdaten ergäbe sich in diesem Gehäuse eine untere Grenzfrequenz von 37 Hz, wobei der Frequenzgang unterhalb von 100 Hz schon um 1 dB abgefallen ist.

Hier mal eine Simulation mit WinISD zum Thema maximaler Schalldruck etc. (Annahme: 7.5 mm linearer Hub):

Maximale Leistung [W] Maximaler Schalldruck [SPL] Membranauslenkung bei 300 Watt [mm] Strömungsgeschwindigkeit im Rohr bei 300 Watt [m/s]
&nbsp&nbsp &nbsp&nbsp &nbsp&nbsp &nbsp&nbsp


-> die drei BR-Varianten verhalten sich sehr ähnlich; sie können zwischen 30 und 50 Hz ca. 10 dB mehr Schalldruck produzieren als die geschlossene Variante in 70 Litern
-> die drei BR-Varianten können oberhalb von 30 Hz 300 Watt (= Dauerbelastbarkeit) in Schalldruck umsetzen, die geschlossene Variante macht unterhalb von 56 Hz dann zu viel Hub
-> um die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr < 17 m/s zu halten (= 5% der Schallgeschwindigkeit) wird bei 300 Watt Eingangsleistung ein 15 cm durchmessendes Rohr benötigt (bei 75 Watt (= halbe Auslenkung) reicht ein 15/Wurzel(2)=10.6 cm durchmessendes Rohr mit halber Querschnittsfläche)


Der Frequenzgang:

. . . verläuft auf Achse (bei nur einer angeschlossenen Schwingspule) bis 600 Hz weitgehend linear und steigt dann bis 1.4 kHz um bis zu 4 dB an. Bei parallel oder in Reihe geschalteten Schwingspulen fällt dieser Anstieg etwas moderater aus (s.o.). Um 550 Hz ist eine leichte Sickenresonanz erkennbar.
Die Bündelung setzt ab ca. 700 Hz ein, der Bündelungsgrad steigt dann schon recht stark an.

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 2 bis 20 Volt (das entspricht bei nur einer angeschlossenen Schwingspule einer Leistung von 0.6 bis 60 Watt bzw. einem mittleren Schalldruckpegel von 88 bis 108 dB in 1 m Abstand) sind ab +18 dB (= 106 dB) an mehreren Stellen Linearitätsfehler > 0.5 dB erkennbar.


 


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 90 / 95 / 100 / 105 dB liegt K2 zwischen 50 und 500 Hz im Mittel bei moderaten 0.686 / 1.304 / 2.576 / 5.539%. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von moderaten 0.373 / 0.381 / 0.329 / 0.480%. Selbst bei 105 dB mittlerem Schalldruckpegel (das entspricht einem Anregungspegel von 13.9 Volt an 6.68 Ohm = 29 Watt) "explodiert" der Klirrfaktor noch nicht. Unterhalb von 50 Hz steigen die Klirrkomponenten an, weil dort der Frequenzgang (= Grundwelle) absinkt.

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wären die Klirrkomponenten bei allen untersuchten Pegelstufen erst unterhalb von 28 Hz (K2 und K3) und oberhalb von 447 Hz (K3 und K5) hörbar. Bei 100 dB mittlerem Schalldruckpegel werden die Klirrkomponenten am besten verdeckt - der SPH-390TC mag es also gerne etwas lauter ;-)

Klirrfaktor bei 90 bis 105dB/1m (Halbraum, 20cm)


HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der MONACOR SPH-390TC überzeugt in unserer Folterkammer bis knapp 500 Hz in allen Disziplinen (Frequenzgang, Klirrfaktor, Linearitätscheck). Mit parallelgeschalteten Schwingspulen hat er einen hohen Spannungswirkungsgrad und ist damit optimal für eine "laute" 3-Wege-Box geeignet, mit der man auch mal eine ordentliche Party beschallen kann.

Mit einem Gehäusevolumen von 100 Litern lässt sich in einer auf 34 Hz abgestimmten Bassreflexbox eine untere Grenzfrequenz von 41 Hz erzielen - darunter hilft in normalen Wohnräumen gerne eine Raummode um 34 Hz (Raumlänge 5 m), die "tatsächliche" untere Grenzfrequenz auf 30 Hz auszuweiten.

Mit einem UVP von 225 € (Straßenpreis ca. 180 €) ist der MONACOR SPH-390TC angemessen bepreist - passende Mittel- und Hochtöner dürften nicht viel preiswerter sein. Uns schwebt da eine Kombination mit den kürzlich getesteten CELESTION CF-0671M und MONACOR AIRMT-130 vor . . .

 

Kompletter Datensatz von 1 Chassis (Impedanz, Schalldruck, Bündelungsgrad und Schallleistung im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 46 kB)