Scan Speak Monitore - Weichenrevision

[tiarez]

Hallo,

vor einiger Zeit wurde hier im Forum durch einen Verkaufsthread mein Interesse geweckt: Ein Paar schön gemachter Zweiweg-Monitore mit einer interessanten Bestückung.

Es handelt sich um diese Boxen hier:







Ich denke, der Eigentümer hat nichts dagegen, dass ich die Bilder verwende.

Im Verkaufsthread war die Rede von einer Weiche erster Ordnung mit minimalem Schaltungsaufwand und - etwas verschämnt - von einem neutralen Klang.
DAS macht mich neugierig, denn:

1. eine Box mit dieser Bestückung ist, wenn sie gut gemacht ist, ein "Keeper".
2. eine funktionierende Weiche mit Filtern erster Ordnung ist selten, weil die Gegebenheiten einfach oft nicht stimmen.

Nachdem der Verkaufserfolg nicht durchschlagend war, habe ich dem Eigentümer vorgeschlagen, dass ich mir die Dinger mal ansehe - er wollte sie ja eigentlich behalten, kam aber mit einer gewissen Schärfe im Klangbild bei manchen Stücken nicht zurecht.

Wollen wir doch mal sehen....

Gruß

Thomas

[zimbo]

..........Wollen wir doch mal sehen....

ja, aber logo

[tiarez]

Die Gehäuse selber sind schön verarbeitet, das Eichenfurnier sieht super aus. Beim Tieftöner bin ich mir nicht sicher, ob der Scan Speak die Originalbestückung des ursprünglichen Projekts war - die Fräsung für den Korb ist minimal zu groß und wurde mit Dichtband aufgefüllt - sieht man aber nur aus der Nähe.

Also ab damit auf den Messplatz und gespannte Erwartung, was der Frequenzgang sagt. Dann ungläubiges Staunen, Zweifel, andere Box auf den Messplatz, das selbe Ergebnis:




Ganz klar: Hier sind Hoch- und Tieftöner gegeneinander verpolt, was zu einer breitbandigen Auslöschung und einer tiefen Pegelsenke im Frequenzgang führt.
Nach Rückfrage teilte mir der Eigentümer mit, dass das ein Versuch war, den Sound der Boxen eventuell noch positiv zu beeinflussen - kann man machen, wenn man keine Mitten braucht.

Also: Box auf, Hochtöner wieder richtig herum gepolt und wieder das Mikrofon davor:




DAS kann man machen, wenn man NUR auf Mitten steht: Das ist ein Pegelzuwachs von 10 Dezibel gegenüber dem Bass- und Grundtonbereich, während der Hochton wieder etwas im Pegel zurückgeht. Dazu gibt es um 5 Kilohertz etwas, was wie Resonanzprobleme aussieht.
Und doch - ich habe es mir angehört - kommt auch aus so einem Konstrukt natürlich Musik raus, je nach Stilrichtung kann es "ganz ok" sein - technisch ist so etwas indiskutabel.
Anmerkung noch dazu: Viele Boxen der 60er und 70er Jahre (die nicht aus dem Taunus kommen ;-)) hatten andeutungsweise eine solche Abstimmung, aber niemals so krass.

Mit der ausgebauten Weiche habe ich dann Tief- und Hochtöner separat gemessen:



Wir sehen: Ein mit nur einer kleinen Spule gefilterter Tieftöner, der sich davon überhaupt nicht beeindrucken lässt, sondern einen gewaltigen Pegelanstieg zum MIttelton hin feiert, wo auch noch der Baffle Step hinzu kommt. Durch den Impedanzanstieg des Chassis selbst hat die viel zu kleine Spule kaum eine Wirkung.
Auf der anderen Seite wird auch der Hochtöner kaum in seiner Bandbreite begrenzt - lediglich ein bisschen im Pegel mit einem Spannungsteiler gebremst und mit einem 22µF-Kondensator irgendwo viel zu tief ausgekoppelt.
Immerhin: Die beiden Treiber arbeiten in einem breiten Bereich gleichphasig - das ist für eine ordentliche Weiche schön, weil man gewisse Freiheitsgrade bezüglich der Trennfrequenz hat, aber so addieren sich die Schalldrücke im Übernahmebereich, der von 300 Hertz bis 8 Kilohertz reicht - ganz großer Mist.
So etwas passiert immer dann, wenn selbst ernannte Gurus ohne jede Messtechnik Boxen nach Gehör abstimmen - hier trifft ein übersteigertes Selbstbewusstsein auf zu wenig Erfahrung beim Boxenbauen und offensichtlich zu wenig Vergleichsmöglichkeiten. Der jetzige Eigentümer ist darauf leider auch hereingefallen - das hübsche Äußere ist eben nicht alles.

Im nächsten Beitrag - später heute Abend - soll es um die Neuentwicklung der Frequenzweiche gehen, die - man ahnt es - nicht ganz so puristisch wurde, die dafür aber funktioniert

Gruß

Thomas

[Kimi]

Hach, wenn's den Thomas nicht geben würde...
Schön, dass du uns davon berichtest. Ich bin sehr auf die neuen Weichen und Messungen gespannt. Potential ist reichlich da
Danach wird Sascha sicherlich begeistert sein wenn sie bei ihm wieder spielen.

[tiarez]

Hallo,

so, nach einer dreistündigen Nahtod-Erfahrung im Starkregen auf den Landstraßen des Sauerlands geht es hier weiter...

Das Problem bei der Weichenentwicklung war hier ganz klar der Tieftöner - mit einem Filter erster Ordnung war ihm nicht beizukommen - mit einer deutlich größeren Spule hätte man zwar den starken Pegelanstieg glatt ziehen können, dann wäre die Trennfrequenz zum Hochtöner aber auf ungesunde 1000 Hertz gesunken - und noch ein anderes Problem tritt bei zu flacher Filterung auf: Wenn man auf die Einzelmessungen der Zweige im oberen Beitrag sieht, dann erkennt man, dass die Membranresonanz des Scan Speak zwar gut bedämpft ist, sich aber doch als Phasenproblem äußert: Der Summenfrequenzgang liegt im Pegel UNTER dem des einzelnen Hochtöner - das heißt, der Tieftöner darf bei dieser Frequenz nicht mehr deutlich in Erscheinung treten. 
Auch ein Filter zweiter Ordnung (12dB elektrische Flankensteilheit) konnte die Problemstelle nicht leise genug bekommen - mit Impedanzlinearisierung fiel dann wieder die Trennfrequenz zu tief. Experimente mit einem zusätzlichen Saugkreis waren ebenfalls suboptimal. 
Letztlich war es dann ein Filter dritter Ordnung, ohne jeden Schnickschnack, das die Lösung brachte. 
Vergleichsweise trivial mutet die Filterung des Hochtöners an, der mit einem 12dB-Filter und einem Vorwiderstand optimal angepasst werden konnte. 



Wir sehen hier noch Reste der Grundtonsenke samt Anstieg zum Mittelton hin - eine breitere Schallwand täte gerade diesem Treiber gut, aber ich denke, der Kompromiss ist so in Ordnung. Bei etwa 1600 Hertz gibt es eine saubere Übernahme, die Flanken der beiden Treiber verlaufen schön symmetrisch. 

Im Vergleich sieht man, dass die neue Abstimmung einen deutlich niedrigeren durchschnittlichen Wirkungsgrad hat als die alte und mit ihren rund 83dB an 2,83V nicht gerade das ideale Arbeitsgerät für 300B-Single-Ended Amps ist. Dafür gibts aber deutlich mehr Ausgewogenheit und damit wieder Freude am Hören. 



Gruß

Thomas

[tiarez]

Zu guter Letzt noch die Gesamtmessungen: 

1. Frequenzgang



Wir sehen hier eine ziemlich ausgewogene Box. Den Bass kann man durch virtuelles Verlängern des Reflexrohrs (sprich: Verkleinern des Querschnitts) noch tiefer und etwas ausgewogener machen, was in kleinen Räumen besser kommt. Hier haben wir eine leichte Betonung des Tieftonbereichs bei einer unteren Grenzfrequenz von immerhin 50 Hertz - nicht schlecht. 
Der Mitteltonbereich ist nach der leichten Grundtonsenke wieder auf Tieftonniveau, der Hochtöner übernimmt sauber. Auf Achse haben wir im Präsenzbereich eine leichte Senke - das ist bei scharfen Schallwandkanten immer so. Deswegen darf eine so gebaute Box niemals auf Achse linear sein, denn unter Winkeln verschwindet die Senke mehr und mehr: Unter 15 Grad (grün) und 30 Grad (rot) ergibt sich ein perfekt linearer Frequenzgangschrieb. Der Hochtöner spielt wunderbar linear - sogar bis über 20 Kilohertz und zeigt ein wunderbares Rundstrahlverhalten, während die gesamte Box ebenfalls keine Ausreißer beim Bündelungsverhalten aufweist. 

2. Wasserfalldiagramm



Anhand dieses Diagramms kann man erkennen, wo ein Lautsprecher Tendenzen zu Resonanzen hat. Wir erkennen im unteren Bereich ein verzögertes Ausschwingen in dem Bereich, wo der Bassreflexkanal noch mitspielt, darüber wird es bemerkenswert sauber - die Box schwingt schnell aus. 

3. Klirrmessungen bei 85 und 95 Dezibel Durchschnittspegel. 





Hier hatte ich etwas Sorgen wegen des niedrig angekoppelten Ringradiators, aber nichts da: Das macht der Vifa locker mit. 
Bei 85dB spielen Verzerrungen keine Rolle, der nicht harmonische k3 ist sogar sensationell niedrig. Gleiches gilt für schon sehr laute 95dB, wo es lediglich in Sachen k2 ein paar Klirrspitzen gibt, die bei etwa 1,5% liegen - zur Erinnerung: Die Aussteuerungsgrenze eines Tapedecks wird in der Regel mit 3%(!) k3(!!!) angegeben. 

4. Impedanz und Phase



Zu guter Letzt der Impedanzverlauf. Hier sehen wir mit dem gleich verengten Reflexkanal eine saubere Abstimmung, erkennbar an den fast gleich hohen Höckern. Die Weichenfilter ergeben eine schön symmetrische Glockenkurve - die elektrische Trennfrequenz liegt bei etwa 700 Hertz. Die Box ist (jetzt) eine reinrassige 8-Ohm Box, während es vorher schon merklich unter 5 Ohm ging. 

Und weil die Schönheit im Auge des Betrachters liegt: 

Hier noch einmal das originale Filter - schöne Platinenlösung:



Der Meister hingegen arbeitet mit einer virtuosen Point-to-Point-Verdrahtung:



In diesem Sinne.

Gruß

Thomas

[winix]

d'accord

[onkyo]

Ganz klar: Hier sind Hoch- und Tieftöner gegeneinander verpolt, was zu einer breitbandigen Auslöschung und einer tiefen Pegelsenke im Frequenzgang führt.

Was bedeutet denn gegeneinander verpolt? Bei einem Töner plus auf plus und minus auf minus und bei einem plus auf minus und minus auf plus? Und was hätte es zur Folge, wenn sie nicht gegeneinander sondern miteinander verpolt wären? Hätte das dann klanglich noch mal andere Auswirkungen?

[tiarez]

Hallo,

Erklärbärmodus: "gegeneinander verpolt" ist natürlich eine unzulässige Vereinfachung. ("Miteinander verpolt" gibt es nicht, ist auch ein Widerspruch in sich, nach meinem Sprachempfinden).

Zuerst einmal muss man bei den Treibern in einer Box davon ausgehen, dass sie, wenn beide mit ihrem Pluspol am Weichen-Plus hängen, auch gleichphasig schwingen. Zumindest sollten beim Batterietest beide Membranen parallel raus bzw. rein gehen.

Jetzt ist es aber so, dass jedes Chassis über den Verlauf seines Einsatzbereichs die Phase dreht und auch jeder angeschlossene Filter tut dies zusätzlich. Also hängt es immer von der gesamten Konstruktion ab, wie die Töner gepolt werden - bei einer Boxenentwicklung muss ich durchaus öfter die Polung verändern, wenn ich die Trennfrequenz verschiebe bzw. die Flankensteilheit der Filter verändere. Besonders Hornhochtöner sind in der Beziehung echte Drecksäcke.

Gruß

Thomas

[nice2hear]

danke für die interessante Dokumentation. Da bin ich gespannt, was Sascha nach Rückkehr der Tröten zu ihm berichtet.

[zimbo]

Hallo Thomas,

super! 

Herzlichen Dank für die tolle Dokumentation und, vor allem, die Zeit die Du für die "Fremdboxen" geopfert hast. 

Ich freu mich schon, die dann auch mal in "richtig gut" zu hören. Mal sehen, vielleicht werden es ja dann meine "Keeper" 

Nochmals Danke, tolle Arbeit!

LG
Sascha

[Klangstrahler]

Daß Boxen-Hersteller schon mal schlampen habe ich vor kurzem auch erlebt. Da habe ich ein Paar originale Canton LE-250 vom Erstbesitzer geerbt. Nix dolles, kleine 2-Wege-Kistchen. Interessehalber mal angeklemmt. Ergebnis: wie konnte sich ein musikbegeisterter Mensch (der selber Cello und Geige auch im Orchester spielte) nur soetwas furchtbares rund 40 Jahre lang anhören??? Baßarm, Höhenbetont - und es gibt quasi keine richtige Stereo-Ortung... Daraufhin habe ich mir beide Boxen separat angehört und festgestellt, daß die eine "ok" ist, die andere aber besonders mittenarm und unausgewogen wirkt. Meßtechnich zeigte sich dann der Beweis: in der "merkwürdig" klingenden Box war der Hochtöner verpolt angeschlossen, im Vergleich zur ordentlich(er) klingenden Box. Die (wenigen) Bauelemente der Weichen und auch die Treiber zeigten sich hingegen in beiden Boxen bei bester "Gesundheit". Nach Korrektur der Hochtöner-Polung war das Ergebnis erwartungsgemäß besser: normale Stereo-Ortung, viel ausgewogeneres Klangbild (natürlich immer noch baßarm und höhenbetont).
Das zeigt mir, daß selbst (inzwischen) namhafte Hersteller sogar mit ihren Debütprodukten schon einen gewaltig geschlampten Einstand hingelegt haben. Da möchte man garnicht daran denken, wieviele Mehrwegeboxen mit falsch gepolten Chassis verkauft wurden und werden...

[zimbo]

back from Thomas......

1.) Hach, wenn's den Thomas nicht geben würde...
2.) Potential ist reichlich da
3.) Danach wird Sascha sicherlich begeistert sein wenn sie bei ihm wieder spielen.

ohne viele Worte:

volle Zustimmung zu Pkt. 1-3

und ich hätte sie fast verkauft..... was Thomas aus den Boxen gemacht hat ist wirklich klasse. Bemerkenswert finde ich, dass er, obwohl wir uns ja hier aus dem Forum nur flüchtig und virtuell kennen, von sich aus auf mich zugekommen ist und seine Hilfe angeboten hat. Das ist sicherlich nicht alltäglich und spricht mal wieder für den doch noch vorhandenen, grandiosen "Forums-Spirit" hier

Thomas,

auch an dieser Stelle nochmals meinen allerherzlichsten Dank für deine Mühe und die (sicherlich knapp bemessene) Freizeit, die Du geopfert hast.

ich freu mich sehr über die nun wirklich klasse klingenden Boxen. Die bisherigen Favoriten haben es schwer und es könnte gut sein, dass es wirklich meine "Keeper" werden.

VG
Sascha

[spocintosh]

So etwas passiert immer dann, wenn selbst ernannte Gurus ohne jede Messtechnik Boxen nach Gehör abstimmen - hier trifft ein übersteigertes Selbstbewusstsein auf zu wenig Erfahrung beim Boxenbauen und offensichtlich zu wenig Vergleichsmöglichkeiten.

Das sollte man als Stickie irgendwo anpinnen. Danke für die schöne Formulierung.
Und für die - so seltene - logisch komplett nachvollziehbare Arbeit, die so sehr im Gegensatz zu dem steht, was bei 90% aller je verkauften LS in der "Entwicklung" passiert ist. Denn zu deinem Satz hätte ich nur noch eins hinzuzufügen...nämlich dass er auch auf die meisten "richtigen" Hersteller zutrifft und nirgendwo sonst so sehr der Satz gilt:
Ausnahmen bestätigen die Regel.

Besonders gefreut hat mich auch der Satz mit den Horn-Drecksäcken und der dauernden Umpolung bei minimaler Veränderung...aber ich hatte es damals ja aufgegeben, zu berichten, weil immer jemand kam, der alles besser wusste.
Ohne das Projekt je gehört oder solche HT in der Hand gehabt zu haben, geschweige denn in der Lage wäre, sowas in einer normalen Box gebändigt zu bekommen...