Alle Wandler sind wichtig und sollen möglichst ein Optimum bieten!!  

Wandler sind>>> Lautsprecher, Tonabnehmersysteme, Mikrofone, Analog-Digital Wandler (ADC) und Digital-Analog Wandler (DAC). 

Hier ging es bisher um Lautsprecher und es geht damit weiter, aber unten sind meine Erfahrungen mit DAC / ADC zu lesen.

 

Die Basstreiber werden mit zwei 2-Ader Leitungen mit 2,5-4 mm² Querschnitt angeschlossen.

 

In meinem Basshorn habe ich 2 St. Mivoc AWX 184 (18 Zoll Durchmesser) als Treiber verbaut. 

Ich verwende eine aktive DSP-Frequenzweiche mit umfangreichen Einstellmöglichkeiten. Die Trennfrequenz ist jetzt 115 Hz. 

Nachdem ich 2 Jahre mit 140 Hz die besten Ergebnisse für meinen Höranspruch erzielt hatte, konnte ich jetzt durch die Möglichkeiten der neue Frequenzweiche verschiedene Einstellungen ausgiebig testen.

Mit dem eingestellten Delay für die Hoch/Mitteltöner (12 msec) wird die zeitliche Abstrahlung aller Lautsprecher in eine Ebene gelegt und das Klangbild nochmal deutlich zusammengeführt.

Über den DSP können auch die unterschiedlichen Wirkungsgrade der Lautsprecher schön ausgeglichen werden.

Trotzdem ist die Regelbarkeit der Bass-Endstufe immer noch hilfreich, um den Tieftonbereich schnell mal an die Hörbedürfnisse anzupassen.

 

In jedem Fall muss ein Zusammenspiel von Lautsprechern mit so unterschiedlichen Wirkungsgraden wie Horn und Elektrostaten über jeweils getrennte Leistungsverstärker erfolgen. Will man sie ohne DSP betreiben, muss mindestens einer von beiden einstell

bar sein.

Durch den enormen Wirkungsgrad der Hornkonstruktion entsteht dieser unnachahmliche trockene Bass schon mit sehr geringen Verstärkerleistungen und überraschend geringen Membranhüben. Vermutlich reicht für Räume bis 100 m² eine Leistung von 2 x 50 W mehr als aus.

Die von mir eingesetzte Endstufe leistet zwar 2 x 185 W.  Die gefühlte Gehörschädigung beginnt aber gem. Leistungsanzeige bereits bei 30-40 W Output.

Wenn man das Basshorn soweit konzipiert hat, ist für die Hoch/Mitteltöner dann natürlich erstmal die Entscheidung zu treffen, ob ein fertiges System zum Einsatz kommen soll, oder eine eigene Konstruktion.

Wenn man diesen Punkt erreicht hat, also das Grundproblem aller Überlegungen zur Lautsprecherwiedergabe,

die BASS-REPRODUKTION, gelöst hat, kann man sich genüsslich der Prüfung aller verfügbaren physikalischen Möglichkeiten

einer guten Hoch- und Mitteltonwiedergabe widmen.

Diese Prüfung kostet ganz gewiss diverse Flaschen Rotwein, die zur Entscheidungsfindung unbedingt notwendig sind.

Gute Dienste leistet eine weitere Flasche Rotwein natürlich an den Tagen, an denen man seine Entscheidung verwirft und sich einer der "schönen Bräute anderer Mütter", sprich einem anderen physikalischen Wandlersystem, nähert.

 

Für mich habe ich entschieden: Das Suchen hört nie auf, obwohl ich mir sehr bewusst darüber bin, dass ich lange werde suchen müssen, um eine überzeugendere Lösung als meine jetzige zu finden.

Ein paar Denkanstöße zu diesem Thema:

Bezüglich der Positionierung im Hörraum empfehle ich in jedem Fall die Anbringung in Kopfhöhe einer stehenden Person: Keine Störungen der Schallausbreitung durch am Boden stehende Gegenstände. Und durch die notwendige schräge Ausrichtung der Lautsprecher auf die Sitzhöhe wird eine frontale Anstrahlung der gegenüber liegenden Wand, und damit stehende Wellen, vermieden. 

Zur Vermeidung des akustischen Kurzschlusses benötigt man nicht unbedingt eine Box: Bei 180 Hz muss eine Schallwand einen Durchmesser von 95 cm (Lambda/2) haben und mit höheren (Trenn-)frequenzen wird sie kleiner. Man könnte also alle Lautsprecher, unabhängig vom System, auf einer Schallwand installieren.

Hörner sind natürlich auch in diesem Frequenzbereich ein wunderbarer Schallwandler.

Kugelwellenhörner sind auf Grund der flacheren Form ein Mittelding zwischen Schallwand und Expohorn, können toll klingen.                                  

Für beide Formen benötigt man möglichst einen Treiber mit federleichter Membran.

Um Interferenzen zu vermeiden, bevorzuge ich Breitband- oder Koaxial-Lautsprecher.

Das gilt auch wegen meiner Abneigung gegenüber passiven Frequenzweichen.

In diesem Frequenzbereich spielen natürlich die wegen ihrer geringen schwingenden Masse schnellen Systeme wie Elektrostaten oder Bändchenlautsprecher ihre Vorteile voll aus.

Für die Ergänzung meines 30 Hz Basshorns im Hoch/Mittelton Bereich habe ich meine Elektrostaten Quad ESL 57 eingesetzt, die ich seit 35 Jahren besitze. (Stand 2015).   Auch die Elektronik zum Ansteuern ist die von Quad: Endstufe 303 und Vorverstärker 33.

Alles wurde vor dem Einsatz bei Manfred Stein (Fa. QUAD Musikwiedergabe) überholt. Die Lautsprecher erhielten neue Wandlerelemente.

 

Nach umfangreichen Arbeiten bezüglich der Ausrichtung der Elektrostaten bin ich heute sehr zufrieden mit meiner Anlage.

Ich freue mich sehr, dass es mir hiermit gelang, 2 der für den jeweiligen Frequenzbereich am besten geeigneten Wiedergabesysteme mit allerdings sehr unterschiedlichen Wirkungsgraden erfolgreich zu kombinieren.

 

Die Elektronik bestand lange aus folgenden Komponenten:

 

Tiefton Leistungsverstärker                         Behringer A 500                    2 x 185 W Ultra-Linear Studio Endstufe

Hoch/Mittelton Leistungsverstärker          Quad 303                                  2 x 45 W  

Vorverstärker                                                Quad 33

Frequenzweiche                                            Behringer CX 3400                 Super X Pro, Aktivweiche

Tuner                                                              Denon TU 215RD

DAC                                                                 iFi Nano iDSD

Musik-Server                                                 Apple MacBook                       mit Programm Pure Music

Streaming-Dienst                                         WiMP

 

Die Frequenzweiche Behringer CX 3400 hat mich klanglich immer überzeugt. Ein  für meine Anlage notwendiges Delay war damit allerdings nicht zu realisieren. Das digitale Musiksignal aus dem Server wird 1 mal gewandelt: Im DAC in ein analoges . Der iFi Nano iDSD ist mit seinen 384 kHz und 32 bit

ein DAC, der mich lange Zeit begeistert hat.

 

Seit März 2016 wird meine Lautsprecheranlage durch eine DSP Frequenzweiche bereichert, die von Hartmut Perner gebaut wurde. Lieber Hartmut, vielen Dank dafür.

Die Weiche besteht im Wesentlichen aus 2 St 24 bit DSP Modulen der Fa. HiFi Akademie, in der für jeden Kanal die Bereiche Tief- und Hochton getrennt dargestellt werden und über ein PC Programm genau auf die Gegebenheiten der Gesamtanlage abgestimmt werden können. 

 Mit dieser Weiche kann ein Delay eingestellt werden. Das ist notwendig, weil die Membranen der Basstreiber zu den Membranen des linken Elektrostaten einen Abstand von 4,40 m haben. Die Hoch/Mitteltöner müssen quasi mit der Schallabstrahlung warten, bis der Schall des Basshorns angekommen ist. Der Schall wird dazu um 13 ms verzögert. Der rechte Elektrostat beginnt ja zeitgleich wie der linke mit der Abstrahlung. Also ist in Bezug zu ihm das Delay von 13 ms auch richtig. Mit Delay wirkt das Klangbild deutlich kompakter. Die Ortbarkeit der einzelnen Stimmen nimmt zu.

Leider beeinflusst das Delay aber den Frequenzgang im Bereich der Trennfrequenz: Es entstehen Erhöhungen und Absenkungen bis 5 dB, die nur schwer auszugleichen sind. Versucht man etwa, eine Absenkung mit dem Eqalizer auszugleichen, ergibt sich an anderer Stelle dadurch eine andere, möglicherweise größere Abweichung von der Linearität. Trotz Bildschirmdisplay ist die optimale Einstellung also mit viel Ausprobieren, immer wieder Hören und Messen verbunden.

 

Zu diesem Zeitpunkt (März 2016) bestand meine Anlage aus folgenden Komponenten:

Tiefton Leistungsverstärker                         Behringer A 500                    2 x 185 W Ultra-Linear Studio Endstufe

Hoch/Mittelton Leistungsverstärker          Quad 303                                  2 x 45 W  

Vorverstärker                                                Quad 33

Frequenzweiche                                            DSP HIFIAkademie

Tuner                                                              Denon TU 215RD

DAC                                                                 iFi Nano iDSD

Musik-Server                                                 Apple MacBook                       mit Programm Pure Music

Streaming-Dienst                                         WiMP

 

Das Musiksignal (digital) aus dem Server wird 3 mal gewandelt, bevor es an die Endtsufen geht: Im DAC von digital auf analog, über den Vorverstärker geregelt, im DSP in digital, bearbeitet und frequenzgetrennt und zurück in analog gewandelt.

 

Ende Mai 2016: Es gibt ein ganz neues Modul, das mich begeistert-- mini DSP 2x4 HD. Mit 400 MHz Sharc Prozessor und USB Anschluss.

Ohne Wandlung kann das digitale Musiksignal direkt im Prozessor frequnzgetrennt und klanglich bearbeitet werden, natürlich mit Delay. Es ist danach nur eine DAC Wandlung vor dem Anschluss an die Endstufen nötig, die im Gerät erfolgt. Der DAC ist sehr detailgetreu und gefällt mir etwas besser als der iFi Nano.

Zusätzlich zum USB Digitaleingang gibt es einen Cinch Analoganschluss und einen Toslink Eingang. Wenn man keine Schallplatten hören möchte, ist dies also ein kompletter Vorverstärker, und zusätzlich eine Frequenzweiche und ein DSP mit diversen Eqalizer und anderen Klangbearbeitungs-Möglichkeiten in einem winzigen Gehäuse.

Und die Einstelldaten der Software werden über dasselbe USB Kabel transportiert, wie die Musikdaten. Man kann also beim Musikhören der Orgel über den Eqalizer etwas mehr Tiefe geben und das mit einem Klick in Klang umsetzen. Einen Lautstärkeregler besitzt das Modul nicht. Das muss man über die Software lösen oder über die Ferbedienung, die allerdings sehr träge reagiert.

Bei gleicher Einstellung überzeugt mich dieses Gerät mehr, als die vorherige Kombination HiFi Akademie / iFi Nano. Das mag am DAC oder an der Weiche liegen, oder an der Tatsache, dass mit dem mini DSP 2x4 HD nur eine Wandlung notwendig ist (mit HiFi Akademie/iFi Nano sind es 3).

Trotz Delay spielen die Elektrostaten ihre herausragende Luftigkeit und Klangtreue aus. Sie klingen in der Bespielung mit Frequenzweiche besser als mit Vollbereichsfrequenz ohne Weiche und Basshorn.

Meine Elektronik sieht also jetzt so aus:

 

Tiefton Leistungsverstärker                         Behringer A 500                    2 x 185 W Ultra-Linear Studio Endstufe

Hoch/Mittelton Leistungsverstärker          Quad 303                                 2 x 45 W  

Tuner                                                              Denon TU 215RD

Vorverstärker,Weiche,DAC                          mini DSP 2x4 HD

Musik-Server                                                 Apple MacBook                       mit Programm Pure Music 

Streaming-Dienst                                         TIDAL

 

 

waren die ersten serienmäßig produzierten elektrostatischen Lautsprecher für Hi-Fi Wiedergabe. Sie kamen 1958 auf den Markt.

Ihr Konstrukteur, Peter Walker, experimentierte bereits in den 30er Jahren mit elektrostatischen Lautsprechern, weil er von den Möglichkeiten eines „Kondensator-Lautsprechers“ fasziniert war. Der Grundsätzliche Vorteil dieser Technik leuchtet sofort ein, wenn man sie mit der Technik der normalen Kolbenlautsprecher vergleicht:

 

Um einen Ton zu erzeugen, muss man die Luft in Schwingungen versetzen. Das geschieht am effektivsten mit einer schwingenden Fläche, der Lautsprechermembran. Je größer, desto kräftiger der Ton.

Beim Kolbenlautsprecher wird die Membran an eine Kupferspule geklebt, die in einem Magnetspalt beweglich aufgehängt ist. Fließt Strom im Rhythmus der Musik durch die Spule, bewegt sie sich im Magnetfeld entsprechend hin und her, und treibt die Membran zum Schwingen an. Man nutzt hier also die elektromagnetische Kraft. Die Membran wird nur von einer Stelle angetrieben und muss entsprechend stabil sein, damit sie keine Partialschwingungen erzeugt. Damit das funktioniert, kann die Masse von Spule und Membran nicht beliebig verkleinert werden, was bei höher werdenden Frequenzen wegen der Trägheit von Masse zu hörbaren Beeinträchtigungen der feinfühligen Wiedergabe führt.

 

Elektrostatische Lautsprecher nutzen die elektrostatische Kraft zur Schallwiedergabe. Sie ist deutlich geringer als die elektromagnetische Kraft und entsteht zwischen 2 Kondensatorplatten, wenn man an diese eine Spannung anlegt.

Bildet man nun eine der beiden Platte als dünne Folie aus und die andere als luftdurchlässiges Gitter, kann die Folie im Rhythmus einer sich ändernden Gleichspannung schwingen.

Vorteil gegenüber der Kombination von Membran und Spule ist die Tatsache, dass die elektrostatische Kraft auf der ganzen Fläche wirkt. Die Folie wird also gleichmäßig ganzflächig angetrieben. Es treten fast keine Partialschwingungen auf. Somit kann die Folie wirklich sehr dünn ausfallen und ist in Folge dessen mit sehr wenig Masse behaftet.  Ein großer Vorteil bei hohen Wiedergabefrequenzen.

 

Die elektrostatische Kraft nimmt im Quadrat der Entfernung beider Platten ab. Das bedeutet, dass beide Platten (Gitter und Folie) eng beieinander platziert sein müssen, was zur Folge hat, dass nur geringe Schwingungsamplituden möglich sind.

Für ein geschlossenes Gehäuse ist die elektrostatische Kraft nicht groß genug, deshalb werden Elektrostatische Lautsprecher als beidseitig offene Dipolstrahler ausgeführt.  Hierbei setzt natürlich die Wirkung des akustischen Kurzschlusses unterhalb einer bestimmten Frequenz ein. Um diese möglichst außerhalb der menschlichen Stimme zu halten, muss man mit verhältnismäßig großen Flächen arbeiten. Im Bassbereich kann man der Wirkung des akustischen Kurzschlusses mit vertretbaren Flächengrößen allerdings nicht mehr entkommen.

 

Um richtig zu funktionieren, benötigen elektrostatische Lautsprecher eine Gleich-Vorspannung von mehreren 1000 V.

 

Soweit mein kurzer Ausflug in die Theorie der Lautsprecherwiedergabe.

 

ESL mit Basshorn

Meine QUAD Anlage habe ich 1980 vom damaligen Importeur, Fa. Wegner KG in Hamburg, erworben.

Seit dem ist meine Hörpraxis immer wieder geprägt durch die Freude an der musikalischen Darstellung meiner Lautsprecheranlage.

Das war auch schon ohne Basshorn so. 

Im Zusammenspiel meiner beiden ESL 57 mit der Quad Endstufe 303 wird das problematische Impedanzverhalten der Elektrostaten (von 33 Ohm bei 100 Hz bis 0,3 Ohm bei 18 kHz) in einen linearen Ausgangspegel zwischen 100 Hz und 15 kHz verwandelt. ESL 57 und Quad 303 sind also das ultimative Dreamteam.

 

Für den Tieftonbereich gibt es Wandler mit kräftigerer Wiedergabe, 

weshalb in meiner Anlage jetzt der Bereich unter 90 Hz ja vom Basshorn übernommen wird.

Auf diese Weise werden die Elektrostaten von der Tieftonwiedergabe entlastet, die sie prinzipbedingt, ( geringer Membranhub, akustischer Kurzschluss, s.o.), nicht gut leisten können. So sind sie in der Lage, deutlich höhere Schallpegel zu produzieren, als mit Basswiedergabe.

 

Flächenstrahler wie die Elektrostaten können bei richtiger Platzierung zueinander und zum Hörer und bei phasenrichtiger Ansteuerung ein derart räumliches Klangbild erzeugen, dass man sich mit geschlossenen Augen bei einigen Aufnahmen tatsächlich dem Interpreten körperlich gegenüber stehend wahrnimmt.

Leider wird aber auch der Klangbrei einer ganzen Reihe von Toningenieuren schonungslos entlarvt !!

Auch die Gegebenheiten des Aufnahmeraumes selbst bringen die ESL 57 dem Hörer nahe: Es ist problemlos möglich, ein bestimmtes Tonstudio an Hand einer Aufnahme zu identifizieren, sofern man die Akustik des Tonstudios kennt. Und eine ganze Reihe von Aufnahmen offenbaren auch die im Studio verwendeten Abhörmonitore.

Auf dem europäischen Kontinent ist man als audiophiler QUAD Fan in allen technischen Belangen bei der Fa. QUAD Musikwiedergabe in Gering in der Eifel hervorragend aufgehoben (liegt zugegebener Maßen ein bisschen Abseits).

Manfred Stein und seine Profis kennen alle technischen Geheimnisse der Lautsprecher und der Elektronik.

Es wird dort nicht nur professionell instand gesetzt, es werden auch die Elektrostatischen Wandler neu produziert.

 

 

Die Frequenzgangmessung am Hörplatz  (Mai 2016) wurde mit dem Messmikrofon UMIK-1 und der Software RoomEQwizard vorgenommen. 

2 Messdurchgänge im Frequenzbereich 20 Hz ... 20 kHz mit der Ausrichtung des Messmikrofons auf jeweils den linken und rechten Hoch/Mitteltöner.

Im Bassbereich sind keine Reflexionen zu erkennen.