Beitragsseiten

DAYTON RSS315HF-4: noch ein Subwoofer-Dickschiff aus der Reference-Serie

 

Subwoofer müssen ordentlich Luft verschieben - das geht am besten mit ordentlich Membranfläche gepaart mit ordentlichem (linearen) Hub. Der RSS315HF-4 ist ein 30er Subwoofer mit besonders großem linearem Hub von 14.3 mm - das ist etwa doppelt so viel wie "üblich". Damit kann er so viel Luft verschieben wie 2 "normale" 30er, mehr als ein "normaler" 38er und fast so viel wie ein 18-Zöller - nicht schlecht!

Dank der moderaten Größe (30er) und schwerer Membran kann man tiefen Bass aus kleinem Gehäuse erzeugen - allerdings auf Kosten des Wirkungsgrades. Und einen passenden Passivstrahler braucht man auch (z.B. DAYTON RSS315-PR oder CSS APR-12) . . .

Unser detailliertes Datenblatt klärt, wie groß das Gehäuse sein muss, wie tief es dann runter geht, wie viel Schalldruck erzeugt werden kann und wie viel Leistung dafür benötigt wird . . .

 

Chassis-Datenblatt © www.hifi-selbstbau.de
So werden Lautsprecherchassis von HiFi-Selbstbau gemessen
Hersteller / Vertrieb: DAYTON / variant-hifi Typ: RSS315HF-4, 4 Ohm Datenblatt des Herstellers

Foto des Chassis



Der äußere Eindruck:

Von vorne sieht der DAYTON RSS315HF-4 für einen Subwoofer fast schon elegant aus: die 133 mm durchmessende Staubschutzkalotte vermittelt den Eindruck, das 314 mm durchmessende Chassis sei "normal" proportioniert - so erscheint die 26 mm breite Gummisicke auch nicht zu breit.
Von hinten sieht der RSS315HF-4 mit seinem 190 mm durchmessenden und 38 mm hohen Magnetsystem wuchtig aus. Für eine 64 mm durchmessende Schwingspule ist der Antrieb kräftig dimensioniert. Die elektrische Belastbarkeit wird mit 400 Watt angegeben - die 64 mm durchmessende Schwingspule ist wegen des großen linearen Hubs von +/- 14.3 mm recht breit gewickelt, da passt viel Wärme rein. Dabei helfen auch eine 30 mm durchmessende Polkernbohrung und 6 Bohrungen auf der hinteren Polplatte mit je 6 mm Durchmesser auf einem Kreis von 71 mm Durchmesser.
Auch die Zentrierspinne ist reichlich hinterlüftet (28 Löcher à 5 mm Durchmesser).

Der Korb bietet mit 8 Löchern reichlich Befestigungsmöglichkeiten. Das Magnetsystem wird aber nur über 4 breite Streben (bei jedem 2. Befestigungsloch) mit dem Korb verbunden.
Die eigentliche Membran ist eine dicke Metallschale, die über einen stabilen Metallkonus mit dem Schwingspulenträger verbunden ist - das sieht alles sehr massiv (und schwer) aus.
Der Anschluss der Kabel erfolgt über Push-Terminals, die Litzen der Zuleitungen sind mit der Zentrierspinne verwoben. Dadurch "klappern" die Zuleitungen auch bei großen Auslenkungen nicht.


Die TSP:

Membranfläche: Außendurchmesser:
Innendurchmesser:
Plugdurchmesser:
-> Membranfläche Sd:
279 mm
227 mm
0 mm
502.7 cm²
TSP aus Messung mit Zusatzmasse
(Mittelwert und Streuung von
beiden Chassis, Anregung -12 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)
26.31 Hz (+/-1.1%)
3.58 Ohm (+/-0.8%)
3.519 (+/-1.1%)
0.582 (+/-0.7%)
0.499 (+/-0.9%)
195.03 gr (+/-0.8%)
67.22 dm³ (+/-2.9%)
14.08 N/A (+/-1.7%)
88.63 dB (+/-0.01)

Im Impedanzverlauf deutet sich eine Störstelle bei 1.8 kHz an, die sich entsprechend als Störung im Frequenzgang wiederfindet.

Die Resonanzfrequenz ist nur gering vom Anregungspegel abhängig, sie ändert sich bei Erhöhung der Anregung von -18 auf +6 dB nur um 5.9%.

Bei den TSPs fällt vor allem die hohe bewegte Masse von 195 gr auf: dafür beträgt das Äquivalentvolumen Vas nur 67.2 Liter, bei einer moderaten Resonanzfrequenz von 26.3 Hz. Der Spannungs-Wirkungsgrad liegt mit 88.6 dB/2.83V/m für einen Subwoofer noch recht hoch, der Leistungswirkungsgrad liegt 3 dB niedriger.

Trotz der umfangreichen Be- und Entlüftungsmaßnahmen liegt die mechanische Güte Qms "nur" bei 3.5 - das liegt dann wohl entweder an einem wirbelstrombehaftetem Schwingspulenträger oder an einer hochdämpfenden Sicke.

Die ermittelten TSPs weichen nur moderat von den Herstellerangaben ab. Die Abweichungen können durch Annahme einer 15% weicheren Aufhängung noch reduziert werden:

TS-Parameter Einheit HiFi-Selbstbau DAYTON Abweichung
(original)
HiFi-Selbstbau
(15% weicher)
Abweichung
(15% 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]
26.31
0.499
67.22
88.63
3.58
195.03
14.08
24.2
0.39
84.1
90.3
3.1
188
13.99
8.7%
27.9%
-20.1%
-1.67
15.5%
3.7%
0.6%
24.26
0.46
79.08
 
 
 
&nbsp
0.2%
18%
-6%
 
 
 
&nbsp

Neben der 15% geringeren Nachgiebigkeit waren wir uns auch bei der Membranfläche uneinig (DAYTON gibt 514.7 cm² an (+ 2.4%)). Außerdem ergab sich mit Rdc = 3.58 Ohm eine geringere Abweichung des Impedanzmodels (DAYTON gibt dort den gemessenen Rdc-Wert an): der 15.5% höhere Rdc-Wert resultiert in einer 15.5% höheren Qes und einem 0.63 dB höheren Spannungswirkungsgrad - dann lägen die TSPs noch etwas besser beieinander . . .

Und was sagt LASIP zu den TSPs?

In einem geschlossenen Gehäuse von 65 Litern geht es bereits bis ca. 37.5 Hz runter (Qtc = 0.71, rote Kurve). Mit Vorkondensator sind sogar nur 22 Liter nötig - und ein hochbelastbarer 1000 uF Kondensator (Qtc = 1.0, F3 = 35.5 Hz).
In einer 137 Liter großen, auf 21 Hz abgestimmten Bassreflexbox könnte man bis ca. 18 Hz runter kommen (grüne Kurve) - das klingt nach ernstzunehmendem Heimkino. Wenn man das Volumen auf 80 Liter reduziert und auf 21 Hz abstimmt geht es "nur" bis 25 Hz runter (blaue Kurve). Mit den DAYTON-TSPs ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad, aber ansonsten einen ähnlichen Tiefgang wie in der 80 Liter Bassreflexbox (gelbe Kurve).

Die dafür benötigten Bassreflexrohre wären bei einem Durchmesser von 125 mm:

Volumen [dm³] Abstimmfrequenz Fb [Hz] Rohrlänge [cm] Rohrvolumen [dm³] 1. Rohrresonanz [Hz]
137 21 51.5 7.37 282.8
80 21 94.7 13.56 165.1

Bei "kompakten" Bassreflexboxen mit tiefer Abstimmfrequenz sind Passivstrahler nötig um Strömungsgeräusche bei hohen Pegeln zu reduzieren. Diese können mit LASIP nicht simuliert werden, daher wurden weitergehende Simulation mit WinISD V0.70 gemacht. Normalerweise optimiert man ja das Gehäuse auf linearen Frequenzgang. WinISD V0.70 berechnet die 3 mit LASIP simulierten Gehäuse ähnlich, wobei bei WinISD:

  • zusätzlich die geschlossene Box (rote Kurve) und der Einsatz eines Passivstrahlers (DAYTON RSS315-PR mit 225 gr Zusatzmasse -> blaue Kurve) simuliert wurde (daher gibt es eine "Nullstelle" bei der Eigenresonanz des Passivstrahlers)
  • der Frequenzgang (und einige andere Größen) bei 250 Watt simuliert wurden (daher sind die Kurven 21 dB höher)
Maximaler Schalldruck in 1m [dB] Dafür benötigte Leistung [W] Schalldruck in 1m bei 250 Watt [dB]
Auslenkung Chassis bei 250 Watt [mm] Auslenkung Passivstrahler bei 250 Watt [mm] Strömungsgeschwindigkeit im BR-Rohr bei 250 Watt [m/s]

-> die Kurven sind recht ähnlich wie die LASIP-Ergebnisse, aber die blaue Kurve fällt wegen der Nullstelle des Passivstrahlers bei 16 Hz steiler ab

Die Bassreflex-Variante hat zwar leichte Vorteile im Bassbereich, aber die Rohrresonanzen können selbst bei Einsatz als Subwoofer stören, und das BR-Rohr benötigt noch ein Zusatzvolumen von mindestens 13.5 Liter . . .


Der Frequenzgang:

. . . verläuft zwischen 45 und 900 Hz auf Achse weitgehend linear (Mittelwert 87.4 dB, Standardabweichung +/- 0.89 dB). Bis zur ersten Membranresonanz bei 1800 Hz steigt der Frequenzgang dann um ca. 12 dB an, bei 2650 Hz folgt eine zweite, schwächere Membranresonanz.
Der winkelgewichtete Schalldruckpegel verläuft bis 1.4 kHz weitgehend linear, bevor sich auch dort die erste Membranresonanz mit einer Überhöhung von fast 10 dB zeigt.
Die Bündelung setzt ab etwa 600 Hz ein.


Sprungantwort/Pegellinearität

Die Sprungantwort sieht ungewohnt aus: nach dem Einschwingen überlagern sich zunächst die beiden Membranresonanzen bevor sich die Resonanz um 1800 Hz (= Periodenlänge 1/1800 = 0.566 ms) durchsetzt. Denk man sich diese "hochfrequenten" Überlagerungen weg bleibt (wegen der niedrigen Resonanzfrequenz von 26.3 Hz) ein langsames Ausschwingen übrig.
Das periodenskalierten Zerfallspektrum sieht gut aus - bis auf die Membranresonanz bei 1.8 kHz, die wesentlich länger ausklingt.

Sprungantwort (Chassis 2, 20 cm. 0°)

Zerfallspektrum (Chassis 2, 20 cm. 0°)

Die Pegellinearität:

Bei einer Anregung von 85 bis 105 dB (das entspricht einer Eingangsleistung von 1.3 bis 130 Watt) sind bis 103 dB (82 Watt) so gut wie keine Linearitätsfehler > 0.5 dB erkennbar. Bei den beiden letzten Pegelstufen kommt es vor allem zwischen 70 und 250 Hz zu höheren Nichtlinearitäten: in diesem Frequenzbereich liegt die Impedanz unter 4.5 Ohm, der Messverstärker muss entsprechend hohe Ströme von bis zu 6 Ampère (RMS) bzw. 8.5 Ampère (Peak) liefern. Dabei wirken dann Spitzenkräfte von 8.5 [A] * 14.08 [N/A] = 120 Newton auf unser Messpodest.


Der Klirrfaktor:

Die Klirrkomponente K2 zeigt bis 1000 Hz einen weitgehend linearen Verlauf und steigt deutlich mit dem Anregungspegel. Der unharmonische K3 bleibt bis ca. 500 Hz auf moderatem Pegel, steigt dann aber bis 600 Hz (ca. 1/3 der Membranresonanz um 1.8 kHz) deutlich an. Die Pegelabhängigkeit von K3 ist zwischen 85 und 100 dB gering. Die höheren Klirrkomponenten liegen bis 100 dB auf niedrigem Niveau. Bei den Klirrkomponenten K3 bis K8 sind generell Klirrmaxima bei 1/X der Membranresonanz erkennbar. Zusätzlich klirrt das Chassis auch bei der Membranresonanz.
Bei 105 dB mittlerem Schalldruckpegel steigen die Klirrkomponenten deutlich an: hier ist unser Verstärker so langsam am Ende (Anregungsspannung ca. 21.6 Vrms = 130 Watt bei 3.58 Ohm), außerdem reißen die 195 Gramm Membranmasse kräftig an unserem Messpodest und bringen es zum Vibrieren.

Bei einem mittleren Schalldruckpegel (50 bis 500 Hz) von 80 / 85 / 90 / 95 / 100 / 105 dB liegt K2 zwischen 40 und 500 Hz im Mittel bei noch geringen 0.191 / 0.334 / 0.612 / 1.090 / 1.015 / 1.725 %. Für K3 gilt in diesem Bereich ein Mittelwert von sehr geringen 0.084 / 0.149 / 0.151 / 0.161 / 0.224 / 0.725 %.

Nach unseren Untersuchungen (Klirrfaktor - wie viel ist zu viel?) wäre K2 im untersuchten Pegel- und Frequenzbereich weitgehend unhörbar - lediglich bei 105 dB mittlerem Schalldruckpegel besteht die Chance K2 (< 38 Hz) zu hören.
K3 ist bei tiefen Frequenzen unterhalb von 27 Hz hörbar, bei 105 dB unterhalb von 28 Hz. Bei hohen Frequenzen liegt K3 bei Pegeln bis 95 dB meist zwischen 531 und 1259 Hz oberhalb der Wahrnehmbarkeitsschwelle (bei höheren Pegeln wird K3 unkritischer). Für K5 gilt dies zwischen 355 und 596 Hz.

Klirrfaktor bei 80 bis 105dB/1m (Halbraum, 20cm (ab 100dB 48 cm))


HiFi-Selbstbau-Fazit:

Der DAYTON RSS315HF-4 sieht trotz 14.3 mm linearem Hub dezent (= nicht nach "Schlammschieber") aus. Die Messwerte sind in den Disziplinen Frequenzgang, Pegellinearität und Klirrfaktor sehr gut. Der RSS315HF-4 kann nicht nur als Subwoofer sondern ohne Kompromisse auch in einem großen 3-Wege-System bis 350 Hz zum Einsatz kommen. Der Spannungs-Wirkungsgrad ist mit gemessenen 87.4 dB/2.83/m auch in einer Passivbox noch praxisgerecht.

Für heimkinotauglichen Tiefgang sind mindestens 80 Bassreflex-Liter nötig, für HiFi reichen schon 22 geschlossene Liter mit 1000 uF Vorkondensator (bzw. eine entsprechende aktive Entzerrung). Dabei bleiben dann aber bei 250 Watt (gegenüber der Variante mit dem Passivstrahler) einige dB Maximalschalldruck auf der Strecke (3.2/4.4/2.7/1.5 dB bei 20/25/32/40 Hz). . .

Mit einem UVP von 259 € ist der DAYTON RSS315HF-4 für das Gebotene noch preiswert und darüber hinaus vielseitig einsetzbar. In jedem Fall gilt: wer die 14.3 mm linearen Hub ausnutzen will braucht entsprechend potente Endstufen . . .

Kompletter Datensatz von 2 Chassis (Impedanz, Schalldruck im OCT-Format, Klirrfaktor und komplexer Frequenzgang als TXT-Datei, ZIP, 95 kB)