Phönix aus der Asche - oder wie eine LD Systems Stinger12a der 1. Serie zu einem brauchbaren Werkzeug wurde

Seit Jahren stand bei mir eine LD Systems Stinger12a der 1. Serie abgestellt unter der Treppe. Der Eminence Gamma12a konnte mit seinem Schwingspulenüberhang von 1,6mm keinen Hub und hatte Breakups wie ein Gitarrenlautsprecher, der verbaute BMS Treiber hatte eine schmalbrüstige 1" Schwingspule, es waren keine echten Mitten da und der Frequenzgang der Box bestand aus einer Abfolge von Peaks, die einen Einsatz als Monitor durch ständige Feedbackprobleme unmöglich machten.

Weil aus den genannten Gründen die Box nur unnützt herumstand, nahm ich mir vor anstatt sie weiterhin verstauben zu lassen das Gehäuse und das Aktivmodul sozusagen upzucyclen.

Ob des ungewissen Ausgangs und wegen der für mich nicht gerade idealen Gehäuseform wollte ich nicht zu viel Geld ausgeben, aber trotzdem etwas wesentlich besseres aus der Ursprungsbox bauen.

Ich brauchte ein vernünftiges, günstiges 12" Chassis mit 3" Schwingspule und einen 1" Druckkammertreiber, der eine Trennung bei 1600Hz überlebt und dabei nicht ungebührlich verzerrt, da das breitabstrahlende asymmetrische Hochtonhorn der Box nach einer Trennfrequenz von 1,6kHz in Verbindung mit einem 12" Midbass verlangt, damit der 12"er bei der Trennfrequenz nicht enger bündelt als das Horn. Eine vernünftige 1,75" Schwingspule sollte der Druckkammertreiber dann auch gleich haben.

Nach dem Filtern nach meinen Kriterien fiel mir der Sica 12Fe3CP ins Auge und als Treiber der Sica 120.44/640 Poly, die ja hier Uchrisu in einem Coaxchassis kombiniert in seinem Monitor verbaut hatte und welche gerade beim "Franzosen" im Abverkauf waren.

Also habe ich die Chassis mal geordert und derweilen die LD System Stinger12a "entkernt".

Hier das originale asymmetrische Horn der LD Systems Stinger12a der 1. Generation, das nur so ähnlich aussieht wie das Horn in einer Nexo PS10 und mir daher später noch viel "Freude" bereiten wird...

Wie vorher schon nach Datenblatt verglichen passte der Bestigungslochkreis des Treibers mit ein wenig nachfeilen mit einer Schlüsselfeile am Hornflansch einwandfrei.

Hier der Sica 12Fe3CP 12" Midabass mit seiner beschichteten Membran.

Da sowohl der Schallwandausschnitt für den Sica 12"er im Durchmesser 4mm zu klein war, als auch der Gesamtdurchmesser des Chassis zu groß war, mußte ich am vorhandenen Gehäuse erst mal mit Holzraspel und dem Fein Multimaster tätig werden. Beim Arbeiten mit der Holzraspel war es direkt ein Vorteil, dass das mehrschichtige Sperrholz der Box kein hochwertiges finnisches Multiplex, sondern irgendetwas weniger stabiles war.

Ich mußte an 3 Seiten Platz für den Korbrand schaffen und am Schallwandausschnitt rundherum 2mm abraspeln. Weiterhin mußte noch ein Drittel des Durchmessers der Gitterabstützungspoles weichen.

Damit das helle Holz nach der "Bearbeitung" nicht gar so rausleuchtet, habe ich mit einer Spraydose mit Rallyelack mattschwarz nachgeholfen, aber vorher das Aktivmodul mit einer Plastiktüte abgedeckt.

Ergebnis hier:

Ich sollte vielleicht noch erwähnen, dass ich alle Einschlagmuttern für den 12"er entfernen mußte, die enstandenen Löcher mit abgebrochenen Streichhölzern und Weißleim verstöpselt habe und die originalen Einschlagmuttern neu gesetzt habe. Nicht zu sehen, aber natürlich durchgeführt ist das Aufkleben von Dichtgummi unter Korb und Hochtonhorn.

Sogar das Horn mußte ich untenrum im Segmentbogen anschleifen, damit es über den neuen etwas größeren 12"er passte:

Während ich auf die Chassislieferung wartete, habe ich ungeduldig mit den Herstellerfrequenzgängen und Impedanzgängen in Vituixcad schon mal mit der Simulation der neuen Frequenzweiche begonnen.

Mir war dabei klar, dass das Sica Horn mit dem die Graphen für den 1" Sica Treiber erstellt wurden, nicht dem originalen bei mir weiterverwendeten asymmetrischen Horn entsprachen. Aber ich war erst mal beschäftigt.

Mit dem Sica Horn Q07015A hätte mein Frequenzweichenentwurf so ausgesehen, aber dieses hatte ich ja nicht verbaut.

Bei den ersten Arta Messungen mit der realen Treiber-Horn-Kombination stellte sich alsbald Ernüchterung ein. Dieses widerspenstige asymmetrische Horn lud untenrum wesentlich schlechter als das Sica Horn und brachte auch insgesamt wesentlich weniger Hornladung und somit weniger Pegel. Dafür fiel es nach oben hin eher constant directivity mäßig ab und hatte je nach Winkel krass unterschiedliche Frequenz- und Phasengänge. Die Messergebnisse waren so ernüchternd, dass ich sie gar nicht dokumentierenswert fand und mir erst einmal ein paar Tage Auszeit gönnte.

Als ich mich dann wieder zur Fortführung der Passivweichenodyssee aufmachte, hab ich zuerst einmal mein "Testbrett" an den Messplatz verlegt und von da aus 4-polig zum Messprobanden verkabelt, da ich die ständige hin und her Rennerei leid war.

So konnte ich viel schneller Änderungen an der Weiche durchführen, ohne meinen Messplatz zu verlassen.

Nachdem als Haupteinsatzzweck der Box eh der Betrieb als Floormonitor gedacht war, ich bei meinen gegateten Messungen kaum Unterschiede zur vorigen Aufstellung gemessen habe und mich eh nur der Bereich ab einer Oktave unter der Trennfrequenz aufwärts interessierte, habe ich der Einfachheit halber die Box in Monitorposition am Boden aufgestellt.

Mit meinem neuen messplatznahen Weichenaufbau ging es dann wesentlich schneller voran, so dass ich bereits nach einem Tag die Weiche finalisiert hatte.

Hier die Messung dazu.

Der Frequenzgang unterhalb etwa 1,2khz ist aufstellungsbedingt unbrauchbar und interessiert für die Trennung und den Übertragungsbereich des Treibers nicht.

Da Sica den 12"er herstellerseitig nicht in unendlicher Schallwand gemessen hatte, sondern in einer 45 Liter Box, die auf 55Hz getuned war, war das nah genug an meiner Situation, so dass die VituixCad Simulation bereits belastbare Ergebnisse für den Tieftonzweig lieferte. Daher habe ich da auf eine großartige Messdokumentation verzichtet.

Der akustische Tiefpass ist in der Messung nahe einer Linkwitz-Riley Zielfunktion von 24db/oct. bei 1400Hz (vgl. Zielfunktion im Diagramm). Der akustische Hochpass ist irgendwo zwischen einem Butterworth und einem Linkwitz-Riley Filter 4. Ordnung bei 1650Hz (vgl. Zielfunktionen im Diagramm). Diese Asymmtrie war notwendig, da der Versatz der Schallentstehungsorte (SEO) zwischen 12"er und 1"er nicht alleine durch das Verpolen des Treibers kompensiert werden konnte.

Das Ergebnis ist eine saubere Addition bei der akustischen Trennfrequenz von um die 1,67kHz und ein stetiger Phasenverlauf.

(Die tiefe, symmetrische Auslöschung bei anders herum gepolten Treiber habe ich jetzt leider nicht dokumentiert)

Die durch die Schwingspuleninduktivität des 12"er ansteigende Impedanz habe ich ganz klassisch durch ein Boucherot-Glied (RC-Glied) geglättet, um den Tiefpass eine konstante Impedanz zu präsentieren. Für die Kompensation des Bafflesteps und des zu höheren Frequenzen des 12" Treibers ansteigenden Frequenzgangs für eine akustische Flankensteilheit von 24db/oct. des Tiefpasses brauchte ich einen konjugierten Tiefpass 3. Ordnung. Da dies aber immer noch nicht reichte die erwünschte Zielkurve des Tiefpasses zu erreichen, mußte noch ein Sperrkreis her, der die beginnenden lauten Breakups des 12"ers oberhalb der anvisierten Trennfrequenz im Zaum hält.

Da die Resonanzfrequenz des Druckkamertreibers bei etwa 1kHz sich nur etwa eine halbe Oktave unterhalb der akustischen Trennfrequenz von 1,6kHz befand, mußte diese mit einem Saugkreis plattgebügelt werden, damit der Hochpass vernünftig funktionieren konnte. Ansonsten ist der Filter für den 1"er ziemlich Basic mit einem Spannungsteiler, bei dem ein Bypasskondensator den Serienwiderstand zur CD Horn Kompensation überbrückt, und einem konjugierten 12dB/oct. Hochpass.

Da der Saugkreis einen recht hohen Induktionswert von 2mH benötigt, habe ich dort eine Kernspule verwendet, da diese im Saugkreis des Hochtöners nicht in Sättigung gerät und ansonsten als Luftspule viel zu groß ausfallen würde.

Da in Serie zum Bass gleich 3 Spulen liegen und hier wichtig ist, dass diese nicht in Sättigung des Kerns kommen habe ich Luftspulen mit größerem Drahtquerschnitt verwendet. Mit in Summe etwa 0,9 Ohm sind diese zwar etwas hochohmiger, bei einem Chassis mit 8 Ohm Nennimpedanz, als der Fauswert von maximal 10%. Da es aber kein echtes Basschassis ist, sondern ein Midbasschassis, fand ich bei so einer Bestückung, die sich doch noch im Budgetbereich befindet, die knapp über 0,8 Ohm der 3 Spulen in Serie zum Midbass noch in Ordnung.

Hier die Platine für die neue Bestückung:

Bestückungsseite:

Plan Kupferseite:

In echt nach dem freihändigen Trennfräsen und Bohren:

Die Beschriftung damit bei der Bestückung kein Unsinn passiert:

Jetzt kann es losgehen mit Kleben, Löten und den Kabelbindern zur Sicherung der Spulen:

Hier die bestückte, neue Passivweiche:

Und von unten mit den grünen, weichen Distanzbuchsen aus Aquariumpumpenschlauch:

Hier nochmal der Vergleich der originalen Weiche mit dem neuen "Monstrum" mit 16 Bauteilen.

Wäre es auch einfacher gegangen, hätte ich die Weiche nicht so komplex konstruiert.

Da die "serienmäßige" Bedämpfung des Gehäuses schon extrem sparsam war, habe ich das vor dem Einbau der Weiche nochmal nachgeholt:

Und dann nach Einbau der neuen Passivweiche:

(An die Schrauben zur Befestigung der Weiche kam ich teilweise nur noch mit einer Schwanenhalsverlängerung...)

Dann noch die Chassis wieder reingeschraubt, Gitter drauf und fertig.

Hätte ich vorher gewußt, wie ekelhaft sich das asymmetrische Horn mit seinen ungleichmäßigen Frequenz- und Phasengängen unter Winkeln verhält, hätte ich es wohl gegen etwas konventionelleres ausgetauscht.

Auch die Weiche ist reichlich komplex geworden, so dass alleine die Bauteile dafür genausoviel gekostet haben wie der Sica 12"er.

Aber das Ergebnis, das dabei herausgekommen ist, rechtfertigt den ganzen Aufwand auf alle Fälle.

Die "Investition" von weniger als 300.-€ in die eigentlich schon abgeschriebene "Spenderbox" hat aus dem unter der Treppe verstaubten Mauerblühmchen eine professionell voll nutzbare Aktivbox hervorgebracht.

Das Teil klingt nun wirklich hervorragend - also wirklich ein Phönix aus der Asche!

Wenn man es eher etwas gediegener haben möchte, könnte man noch eine BBC Senke über anderthalb Oktaven mit einer Mittenfrequenz von etwa 3kHz und einer Absenkung von etwa 2dB am Controller vor der Aktivbox einbauen, aber ich mag das so flat und auf die 12 wie es ist.

Den reingesteckten Entwicklungsaufwand darf man freilich bei nur einer umgebauten Box nicht rechnen.

Aber es hat schlußendlich wieder einmal Spaß gemacht, und den zuvor wegen seiner konstruktiven Mängel aussortierten Lautsprecher vor dem Wegwurf bewahrt.

Und dabei wieder was gelernt. Nämlich warum Ralf Limmer als Perfektionist keine asymmetrischen Hörner baut.

Also wenn jetzt jemand einen wenig gebrauchten Eminence Gamma12a und einen BMS 4524 in 8 Ohm abholen möchte....

Aber gerne doch! Im Vergleich zur Weichenentwicklung war der Post ein Spaziergang...

Jürgen Klingel

--> Du hast PM!

Zitat von uchrisu

Sehr schön mal wieder von dir ein Projekt zu sehen

Heißt dass, dass das Amp-Modul einfach eine lineare Verstärkung vornimmt? Also Fullrange, ohne Trennung, EQ oder ähnliches?

uchrisu

Danke, freut mich dass es Dir gefällt!

Das Ampmodul ist ein ganz standarmäßiges einkanaliges ICE Power Modul mit PWM Endstufenblock und Schaltnetzteil. Es gibt keinerlei Aktivweiche oder DSP darin, sondern lediglich zwei Eingänge (1x Mic und 1x Line) mit je einem Gain Poti, einen Mastervolume und eine ganz einfache Kuhschwanzentzerrung in Form von Höhen- und Bassregler im Master. Das Inputsignal ist vor der Endstufe zum Durchlinken herausgeführt und das Outputsignal der Endstufe zusätzlich nochmal auf eine Speakonbuchse herausgeführt. Alles sehr minimalistisch.

Der 12"er und 1"er ist praktisch ident mit Deinem Coaxchassis, was du in den hier von Dir vorgestellten Wedges verbaut hast. Auf Grund deines Tipps mit dem Membranwechsel von Titan auf Polyester beim 1" Treiber des Coaxialchassis, habe ich gleich beim Bestellen die Variante des 1"ers mit Polyestermembran ausgewählt!

Beide Chassis machen einen wirklich soliden Eindruck und der Treiber hat sogar einen Demodulationsring und war definitv der Letzte im Lager von TLHP.

Schöne Grüße,

Fux

Zitat von mycrobit

Respekt, saubere Leistung. Hast du schon mal bei LD Systems nachgefragt, ob sie kompetente Mitarbeiter brauchen?

Nö, Du, genau das brauch ich nicht mehr.

Wenn da Dein Konzept durch die Controllingmühle gedreht wurde, kommt genau so etwas heraus, wie ich es vor dem Umbau hatte...

Das glaube ich kaum.

Da sind ja viel zu viele Wellen drin und es ist gar kein gerader Strich von 40 bis 20000Hz.

Aber man kann die Box und das Messmikrofon sicherlich im Freifeld so lange hin und herschieben und drehen, bis man eine Position gefunden hat, wo sich alle Fehler gegenseitig aufheben und das dann maximal geglättet auf Oktaven in einem Graphen darstellen.