FREE one – Ein Nahfeldmonitor?

FREE one – Ein Nahfeldmonitor?

Aufgabenstellung/Lastenheft

Ich hätte nicht das selbe Musikstück in kurzer Folge zuerst über die alten Control 1 am PC und dann über die kleinen Genelec am Schnittplatz hören sollen...

Danach stand fest: Es musste Ersatz für die Control 1 her, da diese in den Mitten nicht auflösen und unter 100Hz eigentlich gar nichts mehr heraus kommt, aber nicht zum Preis der kleinen Genelec Monitore, sondern deutlich günstiger.

Das Ganze als Passivbox, denn der vorhandene kleine PWM Verstärker sollte weiter verwendet werden.

Halten wir fest:

Größe ähnlich der Control 1

vernünftige Auflösung

brauchbare Basswiedergabe

passiv an jedem Verstärker betreibbar

4 Ohm, um auch mit kleinen Verstärkern adäquaten Schalldruck zu erzeugen

Auswahl der Chassis

Die Gehäusegröße gab eigentlich schon vor, dass das Basschassis nur etwa 5“ haben kann.

Da es günstig werden sollte und ich schon öfter im Produktportfolio von SB-Acoustics geblättert hatte, aber noch nie ein Chassis dieses Herstellers, der nach eigenen Angaben in Dänemark entwickelt und in Indonesien fertigt, in der Hand hatte, fing ich dort mit meiner Suche an.

Das Chassis sollte ein 5“er sein, 4 Ohm Nennimpedanz haben, eine bassreflextaugliche Gesamtgüte Qts von kleiner 0,40, eine Resonanzfrequenz von nicht über 50 Hz, kein all zu großes Volumen benötigen, gut Hub können und doch noch ein bisschen Wirkungsgrad haben.

Was diese Kriterien erfüllte sortierte ich noch nach dem Preis und so bewarb sich das recht preisgünstige Chassis SB13PFC25-4 für die Stelle als Tieftöner in meinem Nahfeldmonitor mit folgenden Qualifikationen:

Nominalimpedanz = 4 Ohm

QTS = 0,29

Fs = 44 Hz

Vas = 13,4 L

eine 14 mm hohe Schwingspule bei einem 5 mm hohem Luftspalt

Empfindlichkeit 89 dB (allerdings bei 2,83V / 1m gemessen, was an 4 Ohm dann 2 Watt entspricht bzw. 86 dB bei 1W/1m)

Zum Vergleich: Eine JBL Control 1 hat Empfindlichkeit von 89 dB bei 1W / 1m und ist somit 3 dB lauter bei gleicher Leistung. Da es aber nichts umsonst gibt, geht die Control 1 dafür kaum unter 100 Hz runter, hat also mehr Wirkungsgrad, dafür weniger Tiefgang.

Schön fand ich, dass der Hersteller den Frequenzgang nicht nur auf Achse, sondern auch unter 20° Grad angibt, so kann man direkt ohne rechnen zu müssen sehen, dass eine Einschnürung der Abstrahlung erst bei über 3 kHz beginnt.

5in-SB13PFC25-4-OEM-only.pdf

Im nächsten Bild kann man schön den großen Schwingspulenüberhang erkennen.

Nun sollte noch ein Kalottenhochtöner als Spielpartner für das Tieftonchassis gefunden werden.

Im Interesse einer passablen Mittenauflösung wollte ich keinen ganz kleinen Hochtöner, der dann sehr hoch getrennt werden muss, zumal auch das Basschassis da schon im Pegel abfällt, bevor dann oberhalb 4kHz die Breakups anfangen. Mir schwebte eine Trennung bei etwa 2,5 kHz vor.

Da ich schon den Bass von SB-Acoustics ausgesucht hatte, probierte ich ob ich auch beim Hochtöner beim selben Hersteller findig werden würde.

In die Auswahl kamen folgende Kandidaten:

SB19ST-C000-4

SB26STC-C000-4

SB21SDC-C000-4

Der erste Kandidat mit 19 mm Membrandurchmesser fiel dann gleich raus, da er mit 88,5 dB bei 2,83V / 1m leiser war als der Bass und ich den Hochtöner zwar per Widerstand leiser machen kann aber nicht lauter...

Weiterhin ist er mit seiner Resonanzfrequenz von 980 Hz nur eine gute Oktave von meiner anvisierten Trennfrequenz von 2,5 kHz weg, was mir zu wenig war.

SB19ST-C000-4.pdf

Der zweite Kandidat mit seinen 26 mm Membrandurchmesser versprach die Möglichkeit einer tieferen Trennung mit seiner Resonanzfrequenz von 750 Hz und die angegebene Sensitivity von 91,5 dB bei 2,83 V / 1m versprach mehr Reserven und Möglichkeiten den Pegel durch Widerstände dem Bass anzupassen.

Was mir nicht so passte war, dass auf Grund des größeren Membrandurchmessers dieser Kalottenhochtöner ab 10 kHz schon ordentlich zu bündeln anfängt. Das hatte der erste Kandidat mit 19 mm Membran nicht gehabt.

SB26STC-C000-4.pdf

Also befasste ich mich mit dem dritten Kandidaten mit 21 mm Kalotte. Dieser hatte mit 91 dB bei 2,83V / 1m fasst die selbe Empfindlichkeit, bündelte über 10 kHz mäßiger und hatte eine noch niedrigere Resonanzfrequenz von nur 720 Hz. Er besaß ebenso wie des größere 26mm Kalottenhochtöner einen Kurzschlussring aus Kupfer (der Kleine mit 19 mm nicht).

Dieser 21 mm Kandidat hatte zwar oben rum irgendwelche Breakups, die aber erst bei über 20 kHz einsetzten und für mich darum nicht relevant waren.

SB21SDC-C000-4.pdf

Für mein Konzept gefiel mir der dritte Kandidat SB21SDC-C000-4 mit 21 mm Kalotte am besten und auch preislich war er voll in Ordnung.

Hatte ich schon erwähnt, dass mich die SB-Audience Chassis irgendwie an Chassis von Seas erinnern?

Insgesamt war ich schon mal positiv überrascht, dass die zusammen 4 Chassis für beide Boxen nur gut 90.-€ kosten sollten, da ich von den PA-Boxen Projekten ganz andere Summen gewohnt war.

Simulation des Bassreflexgehäuses

Mit den Parametern des Basschassis machte ich mich an die Gehäusedimensionierung und Bassreflexabstimmung in AJ-Horn.

Bei der Simulation einer passiv beweichten Bassreflexbox ist es sinnvoll gleich zu Beginn einen realistischen Serienwiderstand der Drosselspule(n) einzufügen, da diese die Güte (in geringerem Maße auch die Empfindlichkeit) des Chassis beeinflusst. Als Faustregel gilt der durch die Drosselspule(n) hinzukommende Serienwiderstand sollte 10% der Chassisnennimpedanz nicht überschreiten. Ich habe hier mal 0,47 Ohm gewählt, was dem Widerstand einer für den Einsatz gedachten 0,6mH Luftspule entspricht, welche noch herumlag, was aber schon an der oberen Grenze ist.

Nach nur wenigen Iterationsschritten hat sich ein Gehäusevolumen von 7 Litern und ein Tuning auf 54 Hz als für mich bester Kompromiss aus Tiefgang, Linearität, Pegel und Hubbegrenzung herausgestellt.

Dieses Tuning lässt sich mit einem runden Tunnel von 35 mm Durchmesser und 11 cm Länge erreichen. Um ein wenig Spielraum in der Abstimmung am Prototypen zu haben, habe ich einen 2-teiligen, teleskopierbaren Tunnel mit 35 mm Durchmesser bestellt.

Etwas vom Bruttovolumen wird später für das Basschassis und den Tunnel noch weggehen, dafür wird sich das Volumen durch die eingebrachte Dämmwatte virtuell etwas vergrößern, was sich nach meiner überschlägigen Abschätzung in diesem Fall ungefähr gegenseitig aufheben dürfte.

Also rechne ich in diesem Fall mit 7 Liter sowohl brutto als auch netto.

Da in so einer Zweiwegebox der Bass auch noch recht weit in die Mitten rauf läuft, ist es sinnvoll das Gehäuse stärker zu bedämpfen als wenn es sich um eine reine Bassbox handelt, damit die rückwärtig vom Basschassis abgestrahlten Mitten nicht an den Wänden reflektiert durch die Papiermembran hindurch wandern und dann mit dem nach vorne abgestrahlten Schall interferieren.

Wichtig beim Einbringen/Anordnen der Dämmwatte: Der Weg vom Basschassis zum Reflextunnel muss frei bleiben.

Was man später bei den Messungen am Prototypen auch noch sehen wird ist, dass durch die eingebrachte Dämmwatte das Bassreflextuning „breiter“ ausfällt, also nicht ganz so schmalbandig auf der Resonanzfrequenz ist wie bei einer kaum bedämpften oder unbedämpften Bassreflexbox.

Vorüberlegungen zur Passivweiche

Für eine gute Mittenauflösung wollte ich irgendwo um die 2,5 kHz den Hochtöner trennen und nicht erst um die 5 kHz wie bei einer Control 1.

Auch vom Abstrahlverhalten her hat diese Trennung den Vorteil, dass dort der 5“er noch nicht zu stark einschnürt im Verhältnis zum Abstrahlwinkel des Kalottenhochtöners.

(keine „Tannenbaum-Charakteristik“)

Während ich auf die Lieferung der Chassis wartete, schmökerte ich in älteren Büchern von Vance Dickason und stieß auf die Empfehlung von ihm, bei klassischen kleinen 2-wege Regalboxen mit Kalottenhochtöner den Bass mit einem 12dB Hochpass (zweiter Ordnung) und den Hochtöner mit einem 18dB Hochpass (dritter Ordnung) zu trennen und den Hochtöner nicht zu verpolen. Damit würde man die Laufzeitdifferenz zwischen dem weiter vorne sitzenden Kalottenhochtöner und dem Tieftöner annähernd ausgleichen. (bei üblichen Chassisdimensionen und Trennfrequenzen irgendwo zwischen 2 und 3 kHz)

Diesen Ansatz wollte ich gleich mal in der Simulation nachvollziehen, da ich eh noch auf die Lieferung der Chassis wartete.

Als akustischen Versatz des Hochtöners zum Basschassis nahm ich auf Grund der CAD-Zeichnungen mal grob 3cm an.

Bedenkt man, dass hier das Bassreflexgehäuse in der Simulation noch nicht berücksichtigt ist, dann schaut das ja schon ganz passabel aus.

Aufbau des Prototypen und erste Messungen

Als ich die Weichenbauteile zur Realisation eines Messaufbaus aus den Aufbewahrungsschütten herausgesucht hatte, trudelten auch die bestellten Chassis ein.

Zum Glück fand ich noch eine 12 mm Pressspan Restplatte, die gerade so zum Bau eines Prototypengehäuses ausreichte.

Mit den Ausschnittsmaßen für die Chassis und Tunnel baute ich ungeduldig das nicht sehr hübsche, aber zweckdienliche Prototypengehäuse zusammen.

Leider langte das Restholz nur für ein Gehäuse mit 6,5 Litern anstatt 7 Litern Innenvolumen, aber für einen groben Check des Bassreflextunings und die Passivweichenentwicklung wird das funktionieren.

Eine Matte Dämmwatte an Seitenwände, Deckel und Rückwand eingelegt, Chassis und Tunnel (Durchmesser 35 mm, Länge 11 cm) reingeschraubt und gleich die erste Testmessung der Tuningfrequenz gemacht. (schon mit dem Tiefpassfilter aus der Simulation)

Wichtig bei der direkten Messung am Port ist, dass sich das Messmikrofon mittig am Tunnel auf Ebene der Gehäuseoberfläche befindet. (also weder in den Tunnel hineinragt, noch einen Abstand zur Box aufweist)

Es fällt auf, dass die Abstrahlung aus dem Bassreflextunnel relativ breitbandig erfolgt und nicht nur schmal auf der Resonanzfrequenz. Dies ergibt sich wie bereits zuvor erwähnt aus dem Einbringen des Dämmmaterials das grob geschätzt einer Füllung von etwa 30% entspricht.

Die Resonanz“spitze“ befindet sich etwas über 60 Hz, also knapp 10 Hz höher als gewünscht, was sich aber aus dem gegenüber der Simulation um etwa 8% zu kleinen Gehäuse ergeben könnte.

Kurz einmal in AJ-Horn nachgestellt zeigt sich folgendes Ergebnis:

Auch in der Simulation wandert durch die Volumenverkleinerung von 7 (schwarz) auf 6,5 L (rot) die Tuningfrequenz nach oben, und damit auch die in der Grafik dargestellte Frequenz der minimalen Membranauslenkung.

(ich betrachte lieber die Membranauslenkung als die Impedanz um die Tuningfrequenz zu sehen, da dort sich das Minimum viel schärfer abzeichnet)

Der Tunnel muss also nicht verlängert werden, das tiefere Tuning um die 54 Hz sollte sich bei später 7 Liter Gehäusevolumen von selbst einstellen.

Jetzt wird es spannend – die Passivweiche

Kommen wir nun zur Dimensionierung der Passivweiche. Die einzelnen Bauteile dazu habe ich der Einfachheit halber mit diesen orangen Wagoklemmen verbunden, da diese schnell zu öffnen und zu schließen sind und einen guten Kontakt gewährleisten.

Jetzt die Messung mit Mikrofon vor der Schallwand, mittig zwischen den Chassis, Abstand etwa 30 cm.

Erst einmal den Bass „solo“ (später mit dem bereits simulierten Tiefpassfilter) um zu schauen was da herauskommt.

Dann mal den Hochtöner ohne Pegelabsenkung, aber mit dem Hochpassfilter aus der Simulation, um die Empfindlichkeit mit der des Basschassis vergleichen zu können.

Sofort fällt auf, dass der Hochpass viel zu tief ansetzt, da die 0,3mH Spule noch nicht auf den Wert aus der Simulation von 0,2 mH abgewickelt ist.

Nun setzt der Hochpass erst höher ein, aber immer noch zu tief. Daher jetzt Spule auf 0,15 mH abgewickelt und gleich mal mit Bass zusammen (inkl. Tiefpass wie simuliert) gemessen. (man sollte natürlich immer nur einen Parameter auf einmal verändern, aber im Eifer des Gefechts...

Sieht schon ganz lustig aus, aber der Hochtöner ist definitiv zu laut. Daher das Selbe nochmal aber den Hochtöner mit einem Serienwiderstand von 1,5 Ohm vor dem Hochpass im Pegel abgesenkt.

Hochtöner ist leiser geworden, aber der Bass ist oberhalb etwa 800 Hz zu laut. Daher mal kurz die Bassspule von 0,6 mH auf 1 mH (das war die Spule mit der nächst größeren Induktivität, die ohne etwas abzuwickeln in meinem Fundus noch vorhanden war) geändert. (Kondensator im Tiefpass unverändert 18,3 uF und in Serie zu diesem gegen Masse 0,5 Ohm)

Schon besser, aber nicht wirklich gut.

Irgendetwas passt noch nicht – oder – Der Papierkorb

Nach einem guten Dutzend weiteren Bauteiländerungen und zwar anderen, aber nicht wirklich befriedigenderen Ergebnissen habe ich den Messaufbau mal in Frage gestellt und die Box mit Hilfe eines umgedrehten Papierkorbs weiter von reflektierenden Flächen weg gebracht.

Hier zum Vergleich die letzte Messung in alter Messposition mit folgenden Bauteilewerten

Bass 1 mH, 15 uF, 0 Ohm

Hochtöner 0,13 mH, 2,2 Ohm (Hochpasskondensatoren seit Beginn gleich)

Hier zeigt sich mal wieder wie wichtig es ist zwischendrin mal seine Methodik bzw. den Messaubau oder die Messposition in Frage zustellen, da diese unter typischerweise suboptimalen Messbedingungen einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis haben können.

Im Präsenzbereich war mir der Hochtöner noch zu laut, also habe ich den Vorwiderstand schrittweise von 2,2 über 2,7 auf 3,3 Ohm erhöht bis es passte.

Schon besser, aber die Delle bei gut 3 kHz gefiel mir noch nicht. Also mal den Hochtöner „solo“ gemessen, um die Wirkung der Weichenschaltung zu kontrollieren.

Die Flanke gefiel mir noch nicht, also habe ich versuchsweise die kleine Spule im Hochpassfilter von 0,13 mH wieder auf 0,15 mH aufgewickelt, was die Senke bei 3 kHz ganz geringfügig verringerte.

Gemeinsam mit dem Bass gemessen ergab sich dann folgende Kurve:

Gar nicht schlecht, aber mich störte noch die Senke bei 7,5 kHz.

Während ich über diese Senke sinnierte, saß ich am anderen Ende des Raums am Schnittplatz und betrachtete die kleinen 5“ Genelecs links und rechts des Bildschirms.

Da schoss es mir durch den Kopf: Ich sitze ja gar nie auf Achse eines Nahfeldmonitors, sondern typischerweise genau zwischen zwei Nahfeldmonitoren mehr oder weniger mittig vor dem Bildschirm!

Schnell den Winkelmesser geholt und nachgemessen: Ich saß ziemlich exakt jeweils 20 Grad horizontal off axis vor den beiden Nahfeldmonitoren. Also flugs zum Messaufbau und das Mikrofon 20° Grad horizontal off axis aufgebaut. Also so:

Das Ergebnis war: Delle bei 7,5 kHz komplett weg....

Was jetzt noch übrig ist, ist eine flache etwa 2,5 dB tiefe Senke zwischen 2 und 4 kHz, die oftmals ganz gewollt gesetzt wird, damit das nicht so aufdringlich überpräsent/analytisch klingt, was gerade bei längerem Hören etwas ermüdend sein kann.

Jetzt folgten noch längere Hörsessions mit bekanntem Musikmaterial um sich neben den Messungen auch mal einen Klangeindruck zu verschaffen, um sicherzustellen, dass es wirklich gut klingt, gut auflöst, ausgewogen ist und sich nicht nur vermeintlich so misst. (wer misst misst Mist...)

Nach dem „Vier Ohren Prinzip“ lieh ich mir noch zwei weitere Ohren hinzu, um auch eine zweite unabhängige Meinung zu bekommen.

So bekam die Konstruktion auch von unabhängiger Seite noch ihren Segen.

Ergänzende Details/ Anmerkungen

Noch eine Anmerkung zur Weichenentwicklung:

Die doch recht erhebliche Änderung der der Bassspule von 0,6 auf 1 mH und die weitere Anpassung der restlichen Bauteile des Tiefpassfilters ist zum einen einer Überhöhung durch Diffraktion im Bereich von gut 1 kHz sowie der Nichtberücksichtigung des Baffle Steps bei der Simulation in VituixCAD geschuldet.

Hier mal die Simulation der Diffraction in VituixCAD (soweit ich das korrekt gemacht habe):

Da ich mit der Integration bzw. dem „Mergen“ der einzelnen Tools in VituixCAD aber immer noch auf Kriegsfuß stehe, habe ich die genannten Einflüsse, wie vor der allgemeinen Verfügbarkeit solchen Softwaretools üblich, zu Fuß bei der Weichenentwicklung (abwechselndes Ausprobieren und Messen) berücksichtigt.

Nach den Tests am Prototypen - Die Umsetzung

Nun ging es an die Bauteilbeschaffung, weil für die zweite Box zum Teil die Frequenzweichenbauteile fehlten und die vorhandenen zum Teil zu groß und auch belasbarkeitsmäßig überdimensioniert waren für den Einsatz in so einem kleinen Nahfeldmonitor.

Nach Eintreffen der Bauteile legte ich mich anhand der Bauteilemaße auf ein Platinenlayout fest, das gerade so auf die zwei Hälften einer mit der Stichsäge halbierten Platine aus meiner Restekiste passte.

Mit der kleinen Proxxon Minifräse wurden die Leiterbahntrennungen gefräst und die Löcher für die Bestückung passend zu den Abmessungen der Bauteile gebohrt.

Dann erfolge die Bestückung, wobei die Bauteile alle auch mechanisch mit Acryl befestigt wurden.

(Typischerweise wird dafür Heißkleber verwendet, dem traue ich aber nicht über den Weg und das Fädenziehen macht mich verrückt)

Anmerkungen:

Der verwendete 10 W Widerstand wird hier auch bei „Volllast“ überhaupt nicht warm, so dass die Verwendung des noch vorhandenen Acryls kein Problem darstellt. Bei Frequenzweichen wo die Widerstände im Betrieb heiß werden können habe ich hochtemperaturfestes Material verwendet, das normalerweise z.B. bei Ofenrohren verwendet wird.

Im Anschluss besorgte ich mir die Gehäusezuschnitte im Baumarkt, wobei ich wegen der Winzigkeit des Gehäuses (Gewicht vom Holz unwichtig), der leichten Bearbeitbarkeit, guten akustischen Eigenschaften, leichten Lackierbarkeit, fehlender mechanischer Beanspruchung und dem sehr geringen Preis für 12 mm MDF entschied.

Lediglich die Schallwand wurde wegen des größeren Ausschnitts für den 5“er und der Möglichkeit die Kanten stärker verrunden zu können aus 16 mm MDF geschnitten.

Hauptsächlich weil es hübscher aussieht und gerade beim Hochtöner auch akustisch nicht gerade ein Nachteil ist, wurden für Hochtönerflansch, Reflextunnelflansch und den Flansch des Anschlussfeldes noch Einfräsungen von ca. 3 mm Tiefe vorgenommen.

Zwischendurch wurden die „Kabelbäume“ vorkonfektioniert und an die Platinen angelötet.

Da man auf Grund der geringen Gehäusegröße nach dem Verleimen der einzelnen Teile nicht mehr vernünftig zum Schrauben in die Gehäuse kommt, wurden die Frequenzweichen gleich vor dem Zusammenbau an ihrem Platz am Boden verschraubt.

Hier das Ganze mal trocken zusammengestellt.

Dann habe ich vor dem Verleimen einmal den Ablauf bzw. die Reihenfolge der Einzelschritte durchgespielt und gemerkt, dass wenn ich eine Seitenwand hinlege und darauf den Boden mit der bereits angeschraubten Frequenzweiche stellen möchte, der Boden wegen dem Gewicht der Weiche nach innen umkippt.

Nach kurzer Überlegung habe ich ein dreieckiges Restebrettchen mit normalem Haushaltskleber provisorisch leicht auf den Boden geklebt, damit dieser beim Verleimen auf der liegenden Seitenwand den Boden stützt und nachdem die Box fertig zusammengebaut ist leicht herausgebrochen werden kann.

Klingt nur kompliziert, ist aber einfach, daher zu Illustration ein Bild!

(Lage des Bodens mit provisorischem Dreicksbrettchen beim Verleimen rechts im Bild)

Das nächste Bild zeigt die verleimten Gehäuse mit den Schraubzwingen.

Nach Trocknung wurde noch grob geschliffen, die Ecken mit der kleinen Akkuoberfräse verrundet und anschließend noch fein geschliffen.

Frisch entstaubt wurde dann noch Warnex Strukturfarbe in den Kanten mit dem Pinsel vorgestrichen, und mit einer feinen Schaumstoffrolle zwei mal gerollt. (sonst trage ich die zweite Schicht mit einer gröberen Rolle auf, um eine kräftigere Struktur zu erhalten, was mir bei dem kleinen Gehäuse aber unmaßstäblich erschien.)

Nach Trocknung der Farbe montierte ich Reflextunnel und Anschlussfeld auf der Rückwand und brachte die Dämmwatte ein. (der Weg vom Basschassis zum Tunnel bleibt frei)

Dann bestückte ich die Boxen mit den Lautsprecherchassis und klebte Filzgleiter unter den Boden.

Da ich für die kleinen Chassis keine Einschlagmuttern verwendete, bohrte ich zumindest mit einem Bohrer im Kerndurchmesser der Schrauben die Löcher vor.

Dann habe ich die Lautsprecher auf den Schreibtisch neben den PC Monitor verfrachtet und dort probe gehört.

→ Oh je…. was war schief gelaufen?!?

Das klang ja unten rum viel zu dick bzw. der Hochtöner war gefühlt etwa 3 dB zu leise!

Die letzten Messungen, die eigentlich hervorragend aussahen und auch das Probehören wurden praktisch im Vollraum durchgeführt.

Stellt man aber die Lautsprecher auf eine große Schreibtischfläche an die Hinterkante links und rechts vom PC Monitor, dann sind die akustischen Verhältnisse natürlich ganz andere, da eine große Begrenzungsfläche (Tischplatte) ganz nah am Lautsprecher ist.

Ein praxisgerechterer Messaufbau musste also her!

Ich tauschte einfach einen 5“ Genelec Monitor, der normal am Schnittplatz stand gegen meine Eigenkonstruktion aus um unter praxisgerechteren Bedingungen für einen Nahfeldmonitor zu messen.

Dann folgte die mit Spannung erwartete Messung unter „natürlichen Umgebungsbedingungen“.

Jetzt zeigte sich das zuvor bereits am Schreibtisch beim PC gehörte Phänomen: Der Hochtöner war etwa 3 dB zu leise, da die nahe große Grenzfläche die tieferen Töne enstprechend anhob.

Jetzt wollte ich wissen, wie sich da der mit aktiven Entzerrmöglichkeiten ausgestattete und damit auf seine Aufstellung am Schnittplatz eingestellt 5“ Genelec im Vergleich messen würde.

Also machte ich die Messung mit dem 5“ Genelec an der exakt selben Messposition.

Abgesehen von durch die Aufstellung als Nahfeldmonitor durch Reflektionen bedingten kleinen Welligkeiten verlief der Frequenzgang oberhalb 1 kHz erstaunlich eben.

Der „Konstruktionsfehler“ in meinen kleinen Nahfeldmonitoren musste umgehend behoben werden!

Also habe ich aus meinem eigenen Konstrukt den Bass wieder herausgeschraubt um an die Weiche heranzukommen. Um den Hochtöner etwa 3 dB lauter zu bekommen müsste ich den verbauten 3,3 Ohm Serienwiderstand durch einen mit 1,5 Ohm ersetzen. An ein Ausbauen der Platine war aber in dem kleinen Gehäuse gar nicht zu denken. Alternative: Einfach zum vorhandenen 3,3 Ohm Widerstand noch einen mit 2,7 Ohm parallel löten, das ergibt zusammen die gewünschten 1,5 Ohm. Dann den Bass wieder rein geschraubt und auf zur neuen Messung!

Und siehe da: Ein wirklich guter Verlauf oberhalb 1 kHz ohne einen zu leisen Hochtöner!

Die Senke unter 1 kHz sind wohl Auslöschungen auf Grund Reflektionen vom Schnittplatztisch und sowohl bei meiner Konstruktion als auch in etwas geringerer Ausprägung (wohl durch die Kompensationsmöglichkeiten der aktiven Genelec) bei dieser vorhanden. Möglicherweise war ich selbst auch Teil des Problems, da ich mich bei den Messungen zwischen dem Messmikrofon (also dahinter) und dem Schröder Diffusor befand und so auch eine Reflexionsfläche darstellte.

Den Bassbereich betrachte ich mal nicht; hier ist der größte konstruktive Unterschied, dass sich mein Tunnel hinten befindet, die Tunnel der Genelec aber in den Füßen unter dem Boden nach Innen strahlen (ganz verreckte Konstruktion... und die Equalisation bei den aktiven Genelec je nach Aufstellung umschaltbar ist.

Die letzte Messung verspricht, dass die Operation am Serienwiderstand erfolgreich war, daher baue ich auch das zweite Exemplar um und anschließend zum Probehören meine beiden kleinen Boxen am Schreibtisch neben dem PC Monitor auf. Nun höre ich mir die selben Stücke an, bei denen ich zuvor die enttäuschenden Klangerlebnisse hatte.

Was soll ich sagen, jetzt bin ich sehr zufrieden mit dem Ergebnis!

Für die alten Control 1 muss sich jetzt eine neue Verwendung finden. Auf meinen Schreibtisch kommen ab sofort die neuen kleinen selbstgebauten Nahfeldmonitore namens „FREE one“!

Zum Abschluss

Wenn die Lautsprecher schon „FREE one“ heißen, dann hier die noch fehlenden Infos „for free“, falls jemand die Nahfeldmonitore selbst bauen möchte.

Bitte beachten: Die endgültige Weichenschaltung ist die hier mit dem 1,5 Ohm Serienwiderstand beim Hochtöner dargestellte!

Die vorletzte im Baubericht dargestellte Weiche mit dem 3,3 Ohm Vorwiderstand beim Hochtöner berücksichtigt die Aufstellung als Nahfeldmonitor nicht und funktioniert nur wenn der Lautsprecher mehr oder weniger in den Vollraum abstrahlt (z.B freistehend auf einem Stativ), was bei so einem kleinen Nahfeldmonitor Lautsprecher eher selten die bevorzugte Aufstellungsart sein dürfte.

Wer bis hier durchgehalten hat und wen es noch interessiert:

Das Abfluggewicht reisefertig der „FREE one“ ist 3,8 kg pro Stück

Das mit dem Schalter ist sicher eine gute Idee!

Dann kann man damit den 2,7 Ohm Widerstand optional zum 3,3 Ohm Typ parallel schalten. Ich wollte aber an den bereits lackierten Gehäusen nicht mehr herumsäbeln...

Sollte ich es wirklich wieder anders haben wollen, schraube ich den Tieftöner kurz raus und knipse den parallen 2,7 Ohm Widerstand wieder ab.

Aber irgendwie reizt mich Deine Idee mit dem Schalter doch...

Stimmt, den Tieftöner könnte man über den versenkten Flansch des Hochtöners etwa anderthalb Zentimeter drüber stehen lassen, der Tieftöner ist ja nicht versenkt.

Den Tieftöner versenken wäre tatsächlich auch akustisch kontraproduktiv.

Der sitzt ja gegenüber der Hochtonkalotte eh schon zu weit hinten.

Die runde Variante des Tieftöners könnte man natürlich genauso nehmen und über den Hochtönerflansch überlappen lassen. Die könnte man dann auch überall kaufen.

Ich gebe zu, mir gefiel es auch optisch einfach mal etwas nicht kreisrundes zu verbauen und somit bei dem kleinen Gehäuse etwas mehr "Fleisch" neben dem Chassis zu sehen.

Die aktiven kleinen (günstigen!) 5" Genelec in Holzverbundwerkstoffbauweise (aka Sägemehl mit Plastik vermischt) sind kurz nachdem ich sie gekauft hatte, nach ich glaube nicht mal einem Jahr, schon wieder eingestellt worden.

Sind m.E. genausogut wie die mit Alugussgehäuse, haben aber nur die Hälfte gekostet. (darum sind sie wohl auch gleich wieder eingestellt worden...)

Bei meinen Genelec sind das so kleine verchromte Kippschalter.

(wie in einem alten englischen Roadster nur viel kleiner)

Evtl. ist bei den "FREE one" im Anschlussfeld noch unterhalb der Klemmen ein winziges Plätzchen für einen ganz kleinen Kippschalter mit kurzem Chromhebelchen. Strombelastung kommt ja beim Kalottenhochtöner keine drauf.

Jetzt schau ma mal, dann seh'ng ma scho!

P.S.

Absolut genial finde ich die Bassreflextunnellösung die Tunnel in den Seitenwänden nach unten zu führen und dann aus den Füßen nach innen unter den "Boden" abstrahlen zu lassen.

Leider in Holz auf Grund der viel größerem Materialstärken nicht so einfach zu realisieren.

Richtig, die Grenzfläche (z.B. Tisch) bildet zusammen mit dem Boxenboden und den Füßen die Endung des Bassreflexkanals. Also sollte man die Box m.E. mindestens auf eine (Holz)fläche so groß wie der Boxengrundriss stellen, so wie auch ich das praktiziert habe.

Eine Aufnahme zum auf ein Stativ stellen hat die Box aber eh nicht und ist für einen Nahfeldmonitor ja auch eher unüblich. Bei alten großen Studiopulten standen die auch oft einfach auf der ausladenden Meterbridge.

Gäbe es diese günstige Genelec Variante ohne Alugussgehäuse noch zu kaufen, hätte ich mir wohl einfach noch ein Pärchen geholt.

Also so einen kleinen Miniaturkippschalter

könnte ich mir mittig unterhalb der Abschlussklemmen im Anschlussfeld vorstellen

um damit die 3 dB Anhebung des Hochtöners schaltbar zu machen.

Vielleicht wenn's mir mal langweilig ist...