Ein Dickschiff zu Besuch

2-Wege-HiFi-Lautsprecher haben üblicherweise einen oder zwei 13cm oder 17cm durchmessenden Tiefmitteltöner. Wenn es hoch kommt findet man auch schon mal die Kombination mit einem oder zwei 20cm durchmessenden Tiefmitteltöner. Die Verwendung eines 25cm durchmessenden Tieftöners findet man dann schon sehr selten, denn diese Chassis sind mehr Tief- denn Mitteltöner und spielen nicht gut genug hoch genug, als dass ein 25mm bis 28mm durchmessender Kalottenhochtöner nahtlos anschließen könnte.

Die SEAS Prestige (Bauvorschlag aus K&T 1/2010) ist so ein seltenes Exemplar, und wenn man sie so anschaut entspricht sie auch nicht gerade dem gängigen Schönheitsideal einer schlanken Lautsprecherbox, die sich unauffällig in das Wohnzimmer integriert. "Wuchtig" fällt einem schon eher dazu ein.

Ein solches Exemplar gab sich zum Frühjahrscheck bei uns die Ehre und wurde kurz auf Her(t)z und Nieren untersucht.

 

 

 

Subjektive Beurteilung

Bevor es ans Messen ging haben wir erst mal 4 Ohren spendiert und uns die "Kästen" angehört. Der erste Eindruck war: sie klingen so wie sie aussehen - etwas dickbäuchig. Oben rum war sie in unserem relativ stark bedämpften Raum immer etwas zurückhaltend, obwohl sie auf den Hörplatz ausgerichtet war. Das musikalische Geschehen spielte sich ausschließlich hinter der Verbindungslinie der Lautsprecher statt und bot mitunter eine interessante Tiefe. Dazu gesellte sich eine präzise Mittenortung und das Klanggeschehen löste sich schön von den Lautsprecher - das machte Spaß!

Die Fülle war oft sehr angenehm, insbesondere bei etwas älteren Aufnahmen aus den 70er und 80er Jahren. Moderne Popaufnahmen wurden dann aber zu fett wiedergegeben. Der Mitteltonbereich war nicht die Stärke der SEAS Prestige, hier ließ sie oft die nötige Klarheit vermissen und konnte komplexe Klangstrukturen nicht recht entwirren. Erschwerend kam hinzu, dass auch Becken und andere Instrumente mit viel Energie im Hochtonbereich eher etwas unterbelichtet wiedergegeben wurden und so das Manko im Mitteltonbereich nicht kompensieren konnten.

Ab und an klang es im Präsenzbereich aber auch mal etwas giftig aus der SEAS Prestige, da war sie dann etwas zu vorlaut, wahrscheinlich am unteren Ende des Arbeitsbereichs des Hochtöners.

 

Die Messungen

Der Schalldruckpegel am Hörplatz verläuft weitgehend ausgewogen, allerdings mit einem relativ starken Abfall zu hohen Frequenzen hin. Die einzelnen Boxen messen sich fast identisch und decken sich mit dem pegelkorrigierten Summenfrequenzgang - die Paargleichheit sieht sehr gut aus.

Wenn man den Frequenzgang am Hörplatz mit dem Frequenzgang vergleicht, den eine perfekte Punktquelle aufgrund der frequenzabhängigen Nachhallzeit in unserem Hörraum am Hörplatz erzeugen würde, dann erkennt man, wo die SEAS Prestige etwas vom Pfad der Tugend abweicht:


-> kleine "Delle" um 2 kHz (hier bündelt der Tieftöner zu stark)
-> Überhöhung zwischen 500 und 800 Hz
-> oberhalb von 5 kHz deutlich zu wenig Höhen

Geht man von einem kontinuierlich abfallenden Frequenzgang aus, dann sieht die Sache etwas anders aus:


-> Überhöhung zwischen 500 und 800 Hz
-> Überhöhung zwischen 2500 und 4500 Hz (hier strahlt der Hochtöner zu gut rundum)
-> oberhalb von 5.5 kHz deutlich zu wenig Höhen

Der zum Teil zu "giftige" Klang dürfte auf die Überhöhung zwischen 2.5 und 4.5 kHz zurückzuführen sein. Rückschlüsse auf die Ursache für die Überhöhung kann man aus der Messung des Frequenzgangs unter verschiedenen Höhen gewinnen:


-> zwischen 1 und 3 kHz ist der Frequenzgang sehr stark von der Mikrofonhöhe abhängig
-> auf Höhe des Hochtöners (schwarze Kurve) ergibt sich schon ein Einbruch um 3 dB gegenüber dem "Plateau" zwischen 3 und 6 kHz

Der Hochtöner ist 92 cm über dem Boden, bei einer Hörentfernung von 250 cm und einer Ohrhöhe von 105 cm würde der Direktschall etwa in der Mitte zwischen der schwarzen und roten Kurve liegen. Ein ausgewogener Frequenzgang ergibt sich in 50 cm Abstand etwa 10 cm UNTERHALB des Hochtöners, in 250 cm Hörabstand müsste man dann quasi auf dem Boden sitzen . . .

Dort, wo der Einfluss der Mikrofonhöhe am größten ist sind beide Chassis etwa gleich laut, dort befindet sich also höchstwahrscheinlich die akustische Trennfrequenz. Eine andere Methode die akustische Trennfrequenz herauszufinden ist eine Messung sehr nah am Chassis (z.B. 5 cm Abstand) und so den Beitrag des anderen Chassis weitgehend ausblenden:


-> akustische Trennfrequenz ca. 1600 Hz
-> auf Achse ist der Hochtöner bis 10kHz linear
-> Einbruch beim Bass um 500 Hz -> Sickenresonanz?
-> Bassreflexabstimmung auf 25 Hz, Gehäuseresonanzen gut bedämpft

Zur Absicherung wurde schnell noch der Spannungsverlauf an den Chassis gemessen:


-> Frequenzgangeinbruch bei 500 Hz rührt nicht von elektrischem Sperrkreis -> Sickenresonanz
-> Membranresonanz bei 2.5 kHz wird bedämpft
-> Bereich zwischen 2.5 und 4.5 kHz wird schon leicht abgesenkt
-> der Hochtöner könnte noch etwas zulegen

Zum Schluss wurde noch mal dem Impedanzverlauf gemessen:


-> Bassreflexabstimmung auf 25 Hz
-> Bereich um 500 Hz "verzappelt" -> Sickenresonanz
-> Impedanzeinbruch um 1600 Hz durch "überschwingenden" Hochtöner

Die bisherigen Messungen können relativ schnell durchgeführt werden und benötigen keinen speziellen Messraum. Lediglich für den Spannungsverlauf über den Chassis muss man mal kurz zum Schraubendreher greifen um ein Chassis zu demontieren und an die Frequenzweiche zu gelangen. Wenn man es noch genauer wissen will muss man die Chassis ohne Weiche messen, entweder im Gehäuse oder aber unter definierten Bedingungen, z.B. in unserem Podest.

 

Chassismessungen im Podest

Vom Hochtöner SEAS Excel T29 CF002 (mit 270 € der teuerste SEAS-Hochtöner, PDF-Datenblatt) haben wir vor kurzem schon als komplettes Datenblatt veröffentlicht. Beim Tieftöner SEAS Prestige CA26RFX (PDF-Datenblatt) wurde nur ein Chassis kurz gemessen um die Vermutung mit der Sickenresonanz zu verifizieren und um die Bündelung zu ermitteln. Außerdem kann so zusammen mit den Daten des Hochtöners ein Boxsim-Modell erstellt werden und konkrete Modifikationsvorschläge gemacht werden: da muss doch noch mehr gehen . . .

Hier schon mal vorab ein paar Daten:


-> die Störung um 500 Hz war tatsächlich eine Sickenresonanz
-> bei 2500 Hz gibt es eine Membranresonanz


-> zwischen 2500 und 4500 Hz etwas vorlaut


-> die Störung um 500 Hz war tatsächlich eine Sickenresonanz
-> bei 2500 Hz gibt es eine Membranresonanz

Die von Klang & Ton entwickelte Weiche ist schon relativ aufwändig und bekämpft offenbar die wesentlichen Problemstellen der Chassis:


-> Saugkreis im Bass für die Membranresonanz bei 2.5 kHz
-> Sperrkreis im Hochton für die Überhöhung um 3.5 kHz

Der Erbauer des Lautsprechers hat sich bei der Weiche nicht sehr viel Mühe gegeben. Leider sehen wir das sehr häufig, hochwertige Bauteile die lieblos "zusammengebraten" sind.

Baut man aus der Weiche und unseren Messergebnissen im Podest ein Boxsim-Modell ergibt sich folgendes Ergebnis:


-> der Impedanzverlauf stimmt sehr gut überein (ebenso der gemessene Spannungsverlauf, hier nicht gezeigt)
-> der Frequenzgang sieht gut aus, nur der Energiefrequenzgang fällt nicht kontinuierlich ab

Verwendet man die winkelgewichteten Schalldrücke (Näherung für den Energiefrequenzgang) als Inputdaten ergibt sich folgender (Energie-) Frequenzgang:


-> Überhöhung zwischen 2 und 5 kHz

Da wir nun alle Daten vorliegen haben können wir die SEAS Prestige virtuell verändern. Zunächst mal der Bassbereich. Was passiert, wenn man bis auf die 1. Spule alles andere weglässt:


-> etwas "runderer" Übergang, nur der Pickel bei 2.5 kHz stört

Lässt man beim Hochtöner den Sperrkreis weg tut sich nur wenig Frequenzabhängiges:


-> ein Vorwiderstand hätte weitgehend dasselbe getan, da der Sperrkreis sehr stark bedämpft ist

Und so könnte man die Weiche ändern um die gemessenen und gehörten Probleme zu entschärfen (hier zunächst der Energiefrequenzgang):


-> der Bereich zwischen 2 und 5 kHz wurde um 1 dB zurückgenommen, darüber ist der Hochtöner bis zu 5 dB lauter und sorgt so für mehr Frische

So sähe dann die stark vereinfachte Weiche aus (7 statt 13 Bauteile), wobei darauf geachtet wurde, dass ein paar teure Bauteile übernommen werden können:

Auf Achse sieht die Simulation jetzt allerdings nicht mehr so gut aus :-(:


-> dafür verläuft der Energiefrequenzgang jetzt deutlich gleichmäßiger und baut um 3 kHz um 2 dB ab

Die Überhöhung zwischen 700 und 2000 Hz tritt tatsächlich vor allem auf Achse auf, durch die starke Bündelung des 25er Tieftöners wird das aber nicht so heiß gegessen wie es (auf Achse) aussieht. Die Hochtonüberhöhung auf Achse wird benötigt um die relativ starke Richtwirkung der großen Kalotte (Schwingspule 28 mm, Sicke außen 38 mm) zu kompensieren. Am Hörplatz trifft ja nicht nur der Direktschall aufs Ohr sondern auch die Reflexionen. Diese tragen auch nennenswert zum Lautstärkeeindruck bei, so dass - nach unserer Erfahrung - der Energiefrequenzgang fast noch wichtiger ist als der Frequenzgang auf Achse.

Wir haben diese Modifikation allerdings nicht durchgeführt und auch nicht subjektiv beurteilt. Erfahrungsgemäß könnte man die Weiche durch Feintuning noch optimieren, diese Optimierung sähe dann aber in jedem Raum und bei jeder dafür verwendeten Zusammenstellung von Musikstücken anders aus, ist also letztlich auch Geschmackssache.

 

Fazit

Die von Klang & Ton entwickelte SEAS Prestige löst die Prinzip bedingt problematische Kombination aus 25er Bass und Kalottenhochtöner schon sehr gut. Der Klangcharakter ist recht warm, was insbesondere etwas älteren Aufnahmen aus den 70er und 80er Jahren oft gut tut. Für moderne Popaufnahmen würde man sich aber oft etwas mehr Frische wünschen.

Wem die SEAS Prestige zu warm abgestimmt ist, für den könnte unsere Modifikation etwas sein. Zusammen mit unserem validierten Boxsim-Modell (nur für Abonnenten) kann man aber auch andere Modifikationen gezielt durchführen, da das Modell recht genau vorhersagt was passieren wird.