Chassis_K+T 4/01 S.48-61

K+T-Projekt
Regalbox mit Morelbestückung
Boxenbau gehört fraglos zu den schönsten Hobbies. Ein paar Bretter,
Lautsprecher und Weichenbauteile – schon können wir uns nach Herzenslust
austoben und in Gehäuse- und Weichendesign unsere Vorstellungen
verwirklichen, weitab von Mainstream und industriellen
Sparzwängen. So entstehen unter der Überschrift „K+T-Projekt“
immer wieder Boxen mit dem gewissen Extra, seien es Versteifungsmatritzen
oder einfache, jedoch nicht herkömmliche Filterschaltungen,
die der Spielfreude der Chassis kein beengendes Korsett umschnüren.
Kompaktklasse
32
Nachdem die Bauvorschläge der letzten Ausgaben mehr
die Bastler mit viel Platz im Wohnzimmer erfreuen
konnten, wollen wir heute die vielen Liebhaber kleiner,
anspruchsvoller Zweiwege-Boxen bedenken. Oft in Regalen
oder auf Ständern in Wandnähe aufgestellt, ist
bereits ein 17-cm-Bass für diese Kompaktboxenklasse
überdimensioniert. Ebenso ungeeignet sind allerdings
auch die kleinen Bassmitteltöner des Einzelchassistests
dieses Heftes. Sie müssen fehlende Fläche mit entsprechend
großem Hub ersetzen, was sie unterhalb von 100
Hz bereits bei mittleren Lautstärken mit hörbarer Anstrengung
bestrafen. Dieser Einsatzort ist somit die Domäne
der sonst auch nur als Mitteltöner brauchbaren
13er, die wir (welch glücklicher Zufall) für das letzte
Heft gemessen haben.
Bestückung
Aus diesem Testfeld boten sich gleich mehrere Kandidaten
für unser Projekt an. Alle verlangten nach Reflexgehäusen
von acht bis fünfzehn Litern und glänzten auf
der IEC-Normmesswand mit fast linearem Frequenzgang
bis nahezu 4 kHz auch noch unter 30 Grad. So eliminierten
wir zuerst alle schwierig einzufräsenden Chassis
und behielten den Eton 5-880/25, Vifa PLW 14 und
Visaton AL 130 übrig. Der Vifa steckt schon in der von
ASE für dieses Heft entworfenen Transmissionline, der
Visaton spielt besser in einer Standbox und den Eton
sähen wir lieber als Mitteltöner in einer Dreiwegbox.
Zum Glück hatten wir noch den aus Platzmangel nicht
berücksichtigten Morel H 5.1, der wegen seiner Ähnlichkeit
mit alten Dynaudio-Chassis meist in der Kategorie
„müde, weich, schwammig“, ja, sogar „langweilig“
eingestuft wird. Dagegen sprechen jedoch die ermittelten
Daten, denn mit Qts = 0,31 liegt er meilenweit
entfernt von den sonst üblichen Morel-Werten zwischen
0,6 und 0,8. Sein abgeschirmter Hybridmagnet auf
Neodymbasis liegt innerhalb der 54-mm-Schwingspule
– gigantisch für einen 13er! Mit 95 qcm ist auch die
Polypropylen-Membran des H 5.1 ungewöhnlich groß.
Sie schwingt in einem sehr stabilen Blechkorb, dessen
Qualität einer Aluausführung in nichts nachsteht. Alle
schwingenden Teile sind großzügig ventiliert.
Als Hochtöner suchten wir den Morel MDT 40 aus, der
bereits in unserem Projekt „Duplex“ zusammen mit der
Mitteltonkalotte MDT 55 seine Klasse bewies. Mit 28 mm
ist seine Gewebemembran riesig, die Außenmaße mit
54 x 54 mm dagegen ungewöhnlich klein. Der durchbohrte
Polkern mündet in einem recht großen Koppelvolumen.
Die Schwingspule wird mit Ferrofluid vor
Überhitzung geschützt. Die dadurch sehr flache Impedanzkurve
zeigt selbst bei der Resonanzfrequenz keine
nennenswerte Spitze.
Bemerkenswert sind die geringen Klirrverzerrungen
beider Morel-Chassis, die selbst bei 90 dB durchschnittlichem
Schalldruck die 0,6-%-Marke kaum (H
5.1) bzw. bei weitem (MDT 40) nicht erreichen.
3/03

Gehäuse und Bedämpfung
LspCAD nannte uns 12 Liter Reflexvolumen mit Abstimmung
auf 57 Hz als ideal für den H 5.1. Da unser Lautsprecher
auch in Regalen Platz finden sollte, durfte die
Schallwand nicht zu hoch werden. So entschieden wir
uns an Stelle eines Rohres für einen Reflexkanal, der bei
1,7 cm Höhe 12,8 cm lang sein muss. Den Seiten verpassten
wir an der Vorderkante eine 45-Grad-Fase. Wer
keine Kreissäge im Keller hat, kann im Baumarkt
Dreiecksleisten aus Kiefernholz kaufen, die er an die um
die Breite der Leisten verkürzten Seitenplatten anleimt.
Angesichts der kleinen Flächen ist zusätzliches Versteifen
der Box mit der bekannten K+T-Matrix nicht nötig,
die Innenwände haben wir allerdings mit 5,5 mm starken
Weichfaserplatten flächig beklebt. Nur der Boden
wurde von dieser Maßnahme ausgenommen, der Grund
dafür sollte jedem Leser klar sein. H 5.1 und MDT 40
wurden bündig in die Schallwand eingelassen, mit unserem
GEAT-Frässystem ging das in wenigen Minuten.
Ein Beutel Sonofil bekämpft die im Gehäuse herumvagabundierenden
Mittenfrequenzen. Drei Gummifüße
HF 70 von Monacor international entkoppeln die Box
vom Regalbrett oder dem Ständer. Polklemmen vom Typ
K 42 aus dem Intertechnik-Handbuch verbinden Weiche
und Verstärker, Freunde des Biwirings nutzen zwei Paare
oder das Terminal T 122/96/D/MS/AU mit Schutzabdeckung
und zwei Brückenkabeln.
Frequenzweiche
Nun ging es an die Entwicklung der Frequenzweiche. Um
den benötigten Bauteilen günstige Arbeitsbedingungen
zu schaffen, wurde zuerst der Impedanzverlauf des H 5.1
mit 15 µF (MKT) und 6,8 Ohm (10 Watt) begradigt.
Ohm Impedanzkorrektur H 5.1
25
Danach wurden die Frequenzgänge der Chassis in der
Box gemessen.
dB
20
15
10
5
0
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k Hz
100
90
80
70
60
50
Frequenzgang Chassis in Box
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
Während sich der Hochtöner kaum anders als auf der
Messwand verhält, zeigt sich beim Bassmitteltöner der
typische, kontinuierliche Anstieg des Schallpegels, gemeinhin
Baffle Step genannt. Diesem ist mit „normalen“
Parallelweichen nicht beizukommen, denn bereits ab
300 Hz muss die Pegelkorrektur durch die Spule greifen.
Dies führt zwangsläufig zu unerwünschtem Pegelverlust
oberhalb von 800 Hz (grüne Kurve). Zwar
können wir mit einem Parallel-Kondensator für Ausgleich
sorgen, doch die angestrebte Trennung oberhalb
3 kHz ist so nicht möglich. Wesentlich effektiver hilft
hier ein Sperrkreis aus Spule und Kondensator, dessen
Wirkung oberhalb seiner Mittenfrequenz wieder gegen
Null geht (braune Kurve). Die tiefe Kerbe bei 1.200 Hz
beruht auf der hohen Impedanzspitze der Spulen-
Kondensator-Kombination, die wiederum mit Hilfe eines
Widerstandes gemäßigt wird. So erhalten wir die
freundliche rote Linie, die dem H 5.1 auf Achse bis
8 kHz konstanten Pegel attestiert.
dB
100
Da jedoch auch ein 13-cm-Chassis oberhalb von 3 kHz
stark zu bündeln beginnt, sind weitere Filtermaßnahmen
notwendig, um zusammen mit dem Hochtöner eine passende
Abstimmung auch außerhalb der Achse zu finden.
dB
90
80
70
60
50
100
90
80
70
60
50
Weichenaufbau H 5.1 Sperrkreis 1
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
Weichenaufbau H 5.1 Sperrkreis 2
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
dB
100
Hier verwendeten wir einen Sperrkreis, der wie in „Donar“
(K+T 2/03) aus einer Spule und dazu parallel
einer Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand
besteht. Die grüne Kurve zeigt den Einfluss der Spule auf
den Frequenzgang des H 5.1, für die braune liegt zusätzlich
der Kondensator über der Spule, bei der roten
sorgt der nachgeschaltete Widerstand für die kontinuierliche
Pegelabsenkung oberhalb 10 kHz.
Wie gering die Wechselwirkung
der Sperrkreise aufeinander
ist, zeigt das folgende
Diagramm, in dem
rot den Schalldruckverlauf
des H 5.1 in der Box, blau
mit Sperrkreis 1, braun mit
Sperrkreis 2 und grün mit
beiden Sperrkreisen dokumentiert.
Beim Hochtöner ist diese Art
der Weichenschaltung nicht
möglich, da er mindestens
mit einem Kondensator vor
tiefen Frequenzen geschützt
werden muss. Die beste Anpassung
an den H 5.1 fanden wir mit einem 12-dB-Filter
aus 5,6 µF und 0,27 mH sowie dem Pegelregler aus
2,2 und 15 Ohm.
dB
90
80
70
60
50
100
90
80
70
60
50
Sperrkreise
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
HT in Box Weiche
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
Beide Chassis sind gleichphasig angeschossen. Die
Trennfrequenz liegt bei 3.250 Hz, trotz der großen
Membran des Hochtöners eine richtige Lösung, denn
der „Buckel“ bei 2 kHz macht einen früheren Einsatz
des MDT 40 unmöglich. Andererseits darf dem H 5.1
der gesamte Stimmbereich guten Gewissens allein überlassen
werden, da er bis auf die kleine Senke bei 1 kHz,
die vermutlich durch Nachschwingen der Staubschutzkalotte
hervorgerufen wird, erst bei 7 kHz erste
Auffälligkeiten offenbart.
dB
100
90
80
70
60
50
Zweige
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz

K+T-Projekt
Morel Kompakt
Messwerte
Eng schmiegt sich die Amplitudenkurve zwischen 200
und 6.000 Hz an die 85-dB-Linie. Der etwas geringere
Pegel unterhalb wird durch Wandnähe ausgeglichen, die
leichte Anhebung oberhalb verleiht dem Zweiwege-
Zwerg Frische und Luftigkeit. Auch unter 30 Grad verläuft
der Schrieb bis fast 15 kHz noch mustergültig. Die
Sprungantwort, natürlich mit zwei Spitzen, zeigt keine
Spur von Zackigkeit. Im Wasserfall wird das verzögerte
Nachschwingen bei 1.000 Hz deutlich, das nach vier
Schwingungsperioden sein Maximum erreicht. Bis auf
die einprozentige K3-Spitze bei 350 Hz/90 dB ist die
Klirrmessung ohne Fehl und Tadel. Das Impedanzminimum
liegt mit exakt 4 Ohm bei 6 kHz. Als besonderen
Service für Besitzer von Verstärkern mit Ausgangsübertragern
haben wir mit 1,5 mH, 15 µF und 15 Ohm parallel
zu den Verstärkerklemmen die Impedanz linearisiert.
Verstärker ohne Trafo am Ausgang stören sich an
der glatten Impedanz ebenso wenig wie an schwankenden
Lasten. Daher können fast alle Transitor-User den
Saugkreis einfügen oder weglassen, der Klang ändert
sich für sie nicht.
dB
100
90
80
70
60
Frequenzgang unter 0/15/30/60 Grad Messwinkel (Box)
%
0
Klirrfaktor K2/K3 für 90 dB/1m (komplette Box)
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
50 100 200 400 600 1k 2k 3k 5k 10k Hz
Sprungantwort (komplette Box)
34
Klang
Im Hörraum wurden die Morelboxen mit den kleinen
SAC-Endstufen „La Forza“ und dem K+T-VV von Walter
Fuchs sowie unserem modifizierten Teac-CD-Player
verbunden und auf Ständern mit dem Hochtöner in Ohrhöhe
wandnah platziert. Nach kurzer Aufwärmphase gaben
wir ihnen mit Salif Keita’s „Madan“ vom Sampler
„Verve Today 2002“ schwere Kost. Mit viel Dynamik und
Auflösung wurden Stimmen und uns Europäern meist
unbekannte Instrumente gut sortiert in den Raum gestellt
und, obwohl wir die Sprache nicht verstanden,
wussten wir genau, wovon gesungen wurde. Auch in
allen anderen Stücken dieses gelungenen Querschnitts
durch die Produktion begeisterte uns die von den Boxen
wunderbar vermittelte Spielfreude der Musikanten aus
der Welt des Jazz mit kleiner Besetzung. Als uns Steve
Harley und Cockney Rebel mit „Sebastian“ monumentalen
Rock der besten Sorte vorspielten, fehlte allerdings
schon die Souveränität des großen Basses, den ein 13er
selbstverständlich auch mit einer Wand im Rücken nicht
produzieren kann. In der Abteilung Klassik überzeugten
die Kompaktboxen besonders durch ihre unverfärbte
Wiedergabe von Stimmen, die sie vom Bassbariton bis
zur Sopranistin immer in korrekter Größe darstellten.
Freunde der gängigen „Bravo-Hits“ werden von unserem
Morel-Paket allerdings weniger begeistert sein,
dazu klingen sie einfach zu unspektakulär.
Fazit
Stimmige Konzepte für kleine Lautsprecher zu erstellen,
ist oftmal weitaus schwieriger als für Großboxen.
Schmale Schallwände und der damit verbundene Schalldruckanstieg
zu mittleren Frequenzen lassen sich selten
mit klassischen Parallelweichen beherrschen. Wieviel
sinnvoller da der Einsatz von passend dimensionierten
Sperrkreisen ist, beweist eindrucksvoll unsere kompakte
Morel-Kombination. Sicherlich werden wir in
Zukunft solchen Konzepten noch mehr Aufmerksamkeit
zukommen lassen.
Udo Wohlgemuth
50
180
90
0
-90
20
15
10
5
%
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
Akustische Phase (komplette Box)
-180
100 200 400 600 1k 2k 3k 5k 10k Hz
Ohm Impedanzverlauf (komplette Box)
25
0
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20k Hz
Klirrfaktor K2/K3 für 80 dB/1m (komplette Box)
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
50 100 200 400 600 1k 2k 3k 5k 10k Hz
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 1,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0
dB
Zerfallspektrum (Wasserfall)
-5
-10
-15
-20
-25
-30
100 1000 10000 Hz
Steckbrief Morel Kompakt
Chassishersteller:
Morel, Israel
Chassisvertrieb:
Intertechnik, Kerpen
Konstruktion: Heinz Schmitt, Udo Wohlgemuth
Technische Daten
Funktionsprinzip:Bassreflex
Nennimpedanz:
4 Ohm
Kennschalldruckpegel 2,83 V/1 m:siehe Frequenzgang
(kalibriert gemessen)
Dämmstoff:
2 Beutel Sonofil
Lieferant:
Intertechnik
Kosten pro Box
Bausatz ohne Holz
ca. 210 Euro
Holzzuschnitt
ca.10 Euro
Gesamtkosten:ca. 220 Euro
3/03

dB
105
95
85
75
Frequenzgang unter 0/15/30/60 Grad Messwinkel (Hochtöner)
0
Sprungantwort (Hochtöner)
Weichenbestückung:
L1: 1,2 mH, HQ40/30, Draht 1,12 mm
L2: 0,47 mH, Luft, Draht 1,40 mm
L3: 0,27 mH, Luft, Draht 0,71 mm
65
55
%
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
1k 2k 3k 5k 7k 10k Hz
%
Klirrfaktor K2/K3 für 80 dB/1m (Hochtöner)
Klirrfaktor K2/K3 für 90 dB/1m (Hochtöner)
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
1k 2k 3k 5k 7k 10k Hz
Ohm Impedanzverlauf (Hochtöner)
25
20
15
10
5
0
500 1k 2k 5k 10k Hz
dB
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 1,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
1000 10000 Hz
Steckbrief Morel MDT 40
Chassishersteller:
Vertrieb:
Technische Daten
Nennimpedanz:8 Ohm
Kennschalldruckpegel 2,83 V/1 m: siehe Frequenzgang
(kalibriert gemessen)
Parameter des Hochtöners: MDT 40
fs = 814 Hz
Re = 5,2 Ohm
Qms = 1,47
Qes = 2,22
Qts = 0,89
Sd = 7,0 cm 2
Zerfallspektrum (Wasserfall)
Morel
Intertechnik, Kerpen
C1: 15 µF MKP Q4 oder besser
C2: 1,0 µF MKP Q4 oder besser
C3: 15 µF MKT oder besser
C4: 5,6 µF MKP Q4 oder besser
R1: 6,8 Ohm, Mox, 10 Watt
R2: 22,0 Ohm, Mox, 10 Watt
R3: 6,8 Ohm, Mox, 10 Watt
R4: 2,2 Ohm, Mox, 10 Watt
R5: 15 Ohm, Mox, 10 Watt
Impedanzkorrektur optional
Lk: 1,5 mH
Ck: 15µF MKT oder besser
Rk: 15 Ohm, Mox, 10 Watt
Schaltbild auf Seite 37
Morel MDT 40
Holzliste in 19 mm MDF:
31,0 x 30,0 (4x) Seiten
18,0 x 30,0 (4x) Deckel/Boden
18,0 x 27,2 (2x) Rückwand
18.0 x 25,5 (2x) Front
18,0 x 11,0 (2x) Reflex
180
Akustische Phase (Hochtöner)
90
0
-90
-180
500 700 1k 2k 3k 5k 10k Hz
Morel MDT 40

K+T-Projekt
Morel Kompakt Frontansicht
dB
105
Frequenzgang unter 0/15/30/60 Grad Messwinkel (Tieftöner)
95
85
75
65
55
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
Ohm
150
Impedanzverlauf (Tieftöner)
120
90
60
30
0
20 50 100 200 500 1k 2k 5k 10k 20kHz
%
Klirrfaktor K2/K3 für 80 dB/1m (Tieftöner)
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
50 100 200 400 600 1k 2k 3k 5 10k Hz
%
Klirrfaktor K2/K3 für 90 dB/1m (Tieftöner)
2,7
2,4
2,1
1,8
1,5
1,2
0,9
0,6
0,3
0,0
50 100 200 400 600 1k 2k 3k 5 10k Hz
180
Akustische Phase (Tieftöner)
90
0
36
-90
-180
100 200 500 1k 2k 5k 10k Hz
Morel Kompakt Seitenansicht
3/03

Sprungantwort (Tieftöner)
0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 1,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0
dB
Zerfallspektrum (Wasserfall)
-5
-10
-15
-20
-25
-30
100 1000 10000 Hz
Morel H 5.1
Steckbrief Morel H 5.1
Chassishersteller:
Vertrieb:
Technische Daten
Nennimpedanz:
Kennschalldruckpegel 2,83 V/1 m:
Morel
Intertechnik, Kerpen
4 Ohm
siehe Frequenzgang
(kalibriert gemessen)
Parameter des Tief-/Mitteltöners: H 5.1
fs = 57,6 Hz
SPL = 91,0 dB
Re = 5,3 Ohm
(2,83V; 1m)
Qms = 1,84
Sd = 95,0 qcm
Qes = 0,37
Cms = 0,83 mm/N
Qts = 0,31
B x L = 6,62 N/A
Vas = 10,58 Liter
Rms = 1,96 kg/s
Mms = 9,14 Gramm Le = 0,30 mH
Ausstattung
Membran:
Sicke:
Korb:
Polkernbohrung:
Hinterlüftete Zentrierung
Schwingspule:
Magnetische Schirmung
4 Befestigungsschrauben
Polypropylen
Gummi
Stahlblech
ja
54 mm auf Aluträger