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Forenbox Team Berlin
im Hifi-Forum.de

Auf dieser Seite werden sukzessive alle Infos zur Forenbox Team Berlin der Hifi-Selbstbau-Gruppe Berlin veröffentlicht.
Kontakt: Forenbox Team Berlin

Das Projekt

Mit einen Budget von 500,- EUR hat das Team ein Paar große 3−Wege Hifi−Power−Boxen mit 38−Zentimeter Tieftöner, einem DIY-Mitteltonhorn mit 13−Zentimeter-Treiber und Hochtonhorn realisiert. Ziel des Projekts war eine wirkungsgradstarke Box mit gleichzeitig sehr gutem Klang zu erstellen. Zur besseren Tieftonwiedergabe werden die Boxen durch eine kleine DIY-Bassentzerrung unterstützt. Das Projekt ist so einfach wie möglich gehalten, um den Nachbau auch mit einfachen Bastlermitteln zu ermöglichen.

© 2012 Forenbox Team Berlin / Konstrukteur


Die Projektteilnehmer

  • A_Abraxas
  • DavidH83
  • Demented_are_go
  • exilist
  • Hansi
  • hugaduga
  • Ichundich
  • joltec
  • Joseee
  • Kordeljierenadler
  • not0815
  • sayrum
Aufgabenverteilung

  • Kassenwart/Finanzverwalter: A.Abraxas
  • Projektkoordinator: not0815
  • Konstruktion: not0815
  • Abstimmung und Weichenentwicklung: A-Abraxas, DavidH83, not0815
  • Entwicklung/Bau Aktiv-Bass-Equalizer: not0815
  • Holzwürmer: A-Abraxas,Ichundich, Demented_are_go, exilist u.a.
  • Dokumentation: DavidH83, Hansi
  • Online-Dokumentation: not0815
  • Aufbereitung der Konstruktionspläne: Maliq (Gast)
  • Produktionsorte: u.a. Werkstatt Ichundich, A-Abraxas


Inhaltsverzeichnis des Projekttagebuches


    Erste Entwürfe des Bassgebäuses und des DIY-Mitteltonhorns.



  • 23. Oktober 2011: Beginn der Arbeiten an den Testgehäusen


    Die "Holzwürmer"

    Zuschnitt

    Zuschnitt

    zugeschnitten

    zusammengestellt

    Fräse einstellen

    Lamellos zuschneiden

    Nuten für Lamellos fräsen

    verleimen

    verleimen

    bezwingen

    Ausschnitt für TT fräsen

    Ausschnitt für TT fräsen

    Fugen dichten


  • Heute am 30.10.2011 ging's bei uns wieder weiter.
    Wir haben uns dem Mitteltonhorn gewidmet und die Tieftöner elektrisch vermessen.

    Die Wölbung der Seitenteile unseres Mitteltonhorns sollen mit Biege-MDF realisiert werden. Für Deckel und Boden verwenden wir dann normale MDF Platten (bzw. beschichtete Spanplatte für die Probegehäuse). Da die Form recht genau eingehalten werden muss, haben wir uns für den Hornverlauf eine Schablone aus HDF gebastelt.


    Zuerst wurde die Schablone grob ausgesägt..

    ...um sie dann mit dem Bandschleifer exakt in Form zu bringen.

    Das geht auch mit Stichsäge und Schleifpapier, aber so hat's auch geklappt

    Anhand der genauen Schablone wurde dann der Hornverlauf auf Spanplatten übertragen...

    ...an die sich dann wiederum das Biege-MDF schmiegen durfte.

    Da einfacher Holzleim zur Befestigung der Hornseitenteile
    auf dem Boden aufgrund der Beschichtung der Spanplatten...

    ...ausschied, wurde das
    Biege-MDF mit einem
    Zweikomponentenkleber aufgeklebt.

    Warten das die Verklebung aushärtet

    Wie gut das geklappt hat müssen wir mal schauen. Die Packungsangabe, dass das Zeug nach einer Stunde ausgehärtet ist stimmte jedenfalls schon mal nicht.

    Während wir gewartet haben, dass der Kleber aushärtet haben wir aber natürlich nicht nur Däumchen gedreht. Es gab schließlich noch ein Tieftönerpärchen zu vermessen.

    TSP ermitteln
    Einmal galt es verlässliche TSP zu ermitteln, da wir uns nicht auf die Angaben des Herstellers verlassen wollten. Zur Bestimmung der bewegten Masse sollte die Membranmasse mittels eine bekannten Knetemasse gezielt erhöht werden und aus der Differenz der Resonanzfrequenzen (mit und ohne Knete) sollte die Masse berechnet werden. An die Knete wurde zwar gedacht sie mit in die Werkstatt zu bringen aber nicht an eine Briefwaage um das Gewicht der Knete exakt zu messen. Aber als echte Bastler haben wir etwas improvisiert und statt der Kante zwei 2 Euro Stücke, deren exaktes Gewicht wir im Internet nachgeschlagen haben, mit etwas Knete an der Dustcap befestigt und damit die TSP ermitteln.


    Check des Mess-Equipment

    1. TSP-Messung

    2. TSP-Messsung

    Ergebnis des 1.Tieftöners

    TSP 2.Tieftöner.

    Freiluft-Impedanz beider Tieftöner

    TT-Probegehäuse

    Die ermittelten TSP beider Tieftöner weichen auf den ersten Blick deutlich von einander ab, wobei der 2. Tieftöner dichter an den Herstellerdaten liegt. Bei genauer Betrachtung der Daten relativieren sich aber die Abweichungen. Die Ursache für die Abweichungen in den TSP liegen in einer etwas unterschiedlichen Nachgiebigkeit der Membranaufhängungen der Exemplare. Der Funktionsverlauf beider TS-Parametersätze ist jedoch dennoch fast identisch. Dies führt dazu, dass trotz Abweichungen der TSP das Gehäuse-Alignment nahezu gleich bleibt. Die Abstimmung entspricht der auf Basis der Herstellerdaten errechneten, d.h. bei gegebener Gehäusegröße ist das Gehäuse-Alignment auch für beide Treiber im Gehäuse gleich.


    Messung des 1.Tieftöners

    ...und des 2.Tieftöners
    im Gehäuse...

    ...zur Kontrolle
    der Dimensionen des TL-Resonators...

    ...und ...

    ...siehe da: Das Alignment passt mit beiden Tieftönern fast optimal, die Gehäuseberechnung war korrekt! Die Fb der Gehäuse-Chassis-Kombination wurde zuvor auf 38 Hz berechnet und liegt nun bei tatsächlichen 37.8 Hz, Punktlandung!

    Alle Details zu den Chassisdaten werden im Rahmen der umfänglichen Messung zur späteren Weichenentwicklung veröffentlicht.

    Da das Mitteltonhorn nicht fertig wurde, haben wir die akustische Vermessung der Mitteltöner mit Horn und auch der Tieftöner auf die nächsten Aktionstage verschoben.


  • Gestern am 20.11.2011 war der erste richtig Tag der Wahrheit: Die ersten Messungen der Chassis im Gehäuse.

    Der Bass ist ein echter Volltreffer. Das berechnete Gehäuse passt perfekt zum Treiber, TL-Port und Chassis ergänzen sich ideal und auch der FG ist bis 1000 Hz sehr ordentlich. Die FG-Grafiken (Nah- und Fernfeldmessung von Chassis und Port) sind noch nicht aufbereitet. FG wird nachgereicht.

    Im Hochtonzweig fiel die Entscheidung eindeutig zugunsten der Selenium ST-322 aus, da der FG sowohl auf Achse als auch unter 45 Grad sehr gleichmäßig ist. Der MHD-190 wird aufgrund seiner starken Abweichung und der Pegelüberhöhung zwischen 1 -3 kHz unter 45 Grad deutlich schwieriger und aufwendiger zu beschalten sein. Der Preisvorteil des MHD-190 gegenüber dem ST-322 verpufft damit. Und auch die klanglichen Qualitäten des MHD-190 (giftig) haben viele von uns auch in anderen Kombis nicht wirklich überzeugt. Damit war der MHD-190 endgültig aus dem Rennen.


    Selenium ST-322: , 45° horiz.


    Monacor MHD-190: , 45° horiz.



    Und nun zum DIY-Mitteltonhorn
    Zu unserer großen Überraschung zeigt das (erste) MT-Horn mit dem Truvox einen recht merkwürdigen Frequenzgang.


    Pegel auf Achse, akustische Phase, Impedanz, elektrische Phase

    Eigentlich war nach den Berechnungen und Simulationen zu erwarten, dass der Frequenzgang von ca. 400-5.000 Hz mit leicht abfallender Tendenz aber halbwegs gleichmäßig verlaufen würde. Der Frequenzgang des Horn zeigt nun jedoch einen etwas höheren Pegel im unten Bereich als erwartet und dazu einen recht deutlichen Pegeleinbruch von ca. 5-6 dB um 2,5 kHz.

    Zum Ende der Wochen werden wir noch mal den Truvox mit dem von A_Abraxas gebauten MT-Horn ( das zu 99% dem Entwurf entspricht) vermessen und dann die Ergebnisse mit dem etwas schlampig gebauten und im Aufbau doch etwas abweichenden Horn der "Holzwürmer" vergleichen. Ferner werden wir das Horn auch mit anderen Treibern vermessen und auf sonstige Ursachenforschung (Hornhals, Kammer etc) für den wenig schönen Frequenzgang gehen.


  • Das MT-Horn wurde nun zu heute (4.11.2011) noch mal berechnet und neu konstruiert. Zweiter und dritter Entwurf des DIY-Mitteltonhorns.


    breites MT-Horn

    schmales MT-Horn


    Für die gegeben Membranfläche des Truvox war das erste Horn (respektive der Hornhals) zu klein. Da wir uns nicht einigen waren, welche Horngeometrie besser zur Optik der Gesamtbox passen würde (breit und flach oder schmal und hoch), haben wir probeweise zwei verschiedene Aufbauart gerechnet. Der Hornverlauf ist bis auf vernachlässigbare Abweichungen bei beiden Hörner gleich, lediglich die Form der Mundöffnung (und dementsprechend der Verlauf der Hornwände) wurden einmal als breites Horn (540x180) und einmal als schmaleres höheres Horn (440x220) entworfen.

    Ichundich und A-Abraxas haben heute nun auch die 3. neue Variante des MT-Horns (540x180) gebaut.

    neue breite Variante des MT-Horns (540x180) neue smalle Variante des MT-Horns (440x220) Messaufbau
    schmales
    MT-Hotn


    Anschließend wurde dann das 2. neue MT-Horn in der schmalen Variante (440x220) - das A-Abraxas bereits im Laufe der Woche gebaute hatte - mit dem Truvox 510 als Treiber gemessen.



    Kurzes Fazit zum neuen schmalen MT-Horn:
    Die schmale Version des Horns macht was es soll und es sieht auch noch gut aus. Das Holzwerk von A-Abraxas könnte so ohne weiteres in die endgültige Box eingebaut werden, Super Arbeit!


    neue schmales MT-Horn (440 x 220) mit Truvox 510 Pegel auf Achse, akustische Phase, Impedanz, elektrische Phase


    Es folgten dann noch einmal die Vermessungen der anderen Chassis im Gehäuse unter Beachtung der geplanten Anordnung.



    aller Chassis der Box ohne Weiche


    Der Pegel ist bei all diesen Messung um ca. 10 dB gegenüber 2,83V/m aufgrund der gewählten Messeinstellung erhöht. Unterhalb von 300 Hz sind die Messungen wegen der sich nicht vollständig ausblendbaren Raumeinflüsse nicht völlig korrekt. Bei ca. 200 Hz wies der "Messraum" eine sehr starke Raumresonanz auf, die selbst in der Nahfeldmessung noch zu sehen ist. Die Messung des TT fällt unter ca. 70 Hz ab, da sie sich nur aus einer Nahfeld-Messung vor der Membrane und einer in 1m zusammensetzt. Die Messung der TL-Öffnung konnte wegen eines später entdeckten Fehlers nicht berücksichtigt werden. Da dieser Frequenzbereich für die FW-Entwicklung aber kaum relevant ist, können wir dennoch mit den gewonnenen Daten arbeiten. Sobald es das Wetter erlaubt (kein Regen und kein Wind), werden die Chassis im Gehäuse und Horn nochmals im Freien gemessen.

    Somit liegen nun alle erforderlichen Daten zur Entwicklung der Frequenzweiche vor. Die Entwicklung eines Weichenentwurfs kann nun auf der Basis dieser Messung mit WinBoxSimu in Angriff genommen werden.

    Da beim neuen breiten MT-Horn der Kleber noch nicht abgebunden war, musste die Messung dieses Horns auf einen der nächsten Aktionstage verschoben werden. Sollte auch dieses Horn gut funktionieren, müssen wir entscheiden, welches der Hörner in der Forenbox des Team Berlin zum Einsatz kommen soll.


  • Messungen und Frequenzweichenentwicklung
    Nach einer größeren Umzugsaktion von der Werkstatt in die Privaträume eines Projektteilnehmers konnte nun heute (11.12.2011) auch das zwischenzeitlich im Rohbau fertiggestellte zweite neue (breite) MT-Horn vermessen werden. Bis auf leichte Abweichungen (insbesondere in der vertikalen Abstrahlung) entspricht die Wiedergabekurve dem des zuvor gemessenen schmalen MT-Horn.


    schmales
    MT-Horn

    schmales, breites MT-Horn

    breites
    MT-Horn

    Da das schmale Horn besser zu den Gehäusemaßen der Tieftonabteilung passt, werden wir nun auch endgültig die schmale Variante des DIY-MT.Horn verwenden. Dieses Horn steigert den Wirkungsgrad des Truvox 510 Mitteltöners um ca. 6-18 dB. Ein weiterer Effekt ist eine enorme Hubentlastung des Mitteltontreibers, was dem Klirrverhalten und dem Maximalschalldruck deutlich zugute kommen wird.


    Truvox 510 in CB auf SW 15x15 cm , Truvox 510 + MT-Horn

    Der Frequenzgang steigt zwar zu niedrigeren Frequenzen um etwa 3-6 dB/Oktave an, dies lässt sich aber sehr leicht mit der Frequenzweiche korrigieren. Letztendlich verbleibt ein nutzbarer Schalldruckgewinn von ca. 5-6 dB im Bereich zwischen ca. 350 Hz bis 5 kHz.

    Die Frequenzweiche
    Nachdem nun alle Chassis elektrische und akustischen vermessen wurden, haben wir diese Messdaten in WinBoxSimu eingelesen und einen ersten Weichenentwurft simuliert. Der Mitteltöner mit dem DIY-MT-Horn begrenzt die untere Übernahmefrequenz auf ca. 500 Hz und der Selenium Schlitzstrahler ist erst ab ca. 4,5 kHz ankoppelbar. Mit diesen Vorgaben wurde versucht eine Weiche mit akustischen Linkwitzfiltern 4.Ord. zu realisieren. Da wir aber nur ein knappes Budget haben, müssen wir auch die Kosten im Blick behalten. Hierbei ergab sich folgender Entwurf.


    simulierter Weichenentwurf


    Es folgte der praktische Aufbau der simulierten Weiche.



    Nun stand die FBB das erstemal betriebsbereit vor uns, zwar nur eine Box aber alle waren dennoch gespannt auf die ersten Höreindrücke, natürlich in Mono. Alle Anwesenden waren schon nach den ersten Takten von der Lebendigkeit und Dynamik der Box begeistert. Es erstaunte wie gut die auf Messdatenbasis simulierte Weiche schon funktionierte. Es fiel jedoch auf, dass der Box etwas an Grundtonwärme fehlte, die oberen Mitten klangen etwas nasal und die Höhen schienen etwas aggressiv.

    Also kurzer Hand wieder den Messsklaven aktiviert. Bereits die ersten Messungen brachten Licht ins Dunkel. Im Bereich der Übernahmen (ca. 500 Hz und ca. 5000 Hz) zeigten sich mehr oder weniger deutliche Einbrüche. Von 350 Hz - 600 Hz brach der Frequenzgang um ca. 4-6 dB und von 4 kHz - 6 kHz um ca. 3 dB ein.

    Zunächst nahmen wir uns der untern Senke an. Als Ursache wurde zunächst eine ungünstige Phasenlage zwischen dem Tieftöner und der MT-Horn vermutet. Um dies zu klären wurden der Tiefton- und der Mitteltonzweig jeweils einzeln mit Weichenzweig gemessen. Der Frequenzgang des Mitteltonbereich verlief genau wie in der Simulation berechnet, -6dB bei 500 Hz mit einer Flankensteilheit von 24 dB/Okt.. Der Tieftonzweig zeigte jedoch ein gegenüber der Simulation recht stark abweichendes Verhalten. Statt eines Linkwitz-TP-Verhalten bei 500 Hz, lag der Eckpunkt bereits bei ca. 300 Hz und bei 500 Hz war der Pegel schon um ca. 14dB abgesunken. Eine falsche Phasenlage schied somit als alleinige Ursache für den Einbruch im Übernahmebereich aus, obwohl auch die Phase der Tieftonbox gegenüber dem Soll etwas verschobenen war.

    Da die Simulation auf Basis der im Gehäuse gemessenen Impedanz- und Pegelfrequenzgänge erfolgte haben wir eine fehlerhafte Dimensionierung der Tiefpassbauteile nicht in Erwägung gezogen und statt dessen etwaige parasitäre Abstrahlungen über den TL-Kanal vermutet. Denn die Lambda-Viertel-Abstrahlung des Kanals liegt bei ca. 240 Hz, die erste Oberwelle bei ca. 460 Hz. Dies ist deutlich auf dem Impedanzfrequenzgang der unbeschalteten Tieftonbox zu sehen. Aber das Verschließen der Reflexöffnung des Tieftongehäuses brachte keinerlei Änderung. Also wurde nun doch die Dimensionierung der Bauteile des Tiefpassfilters versuchsweise angepasst. Die Änderung der Drossel auf 3,3 mH und des Kondensators auf 100 µF ließ die Wiedergabekurve der Tieftonbox dann so wie gewollt bis zur Übernahme durch den Mitteltöner verlaufen.

    Entweder waren die Messungen der Tieftonbox durch die Einflüsse des Messraumes in der Werkstatt so stark tangiert oder die Integration der Nah- und Fernfeldmessungen war fehlerhaft, so dass mit diesen Messdaten keine völlig fehlerfrei Simulation der Tieftonweiche möglich war.

    Ein Verzicht auf die Impedanzentzerrung des Tieftöners war nicht sinnvoll. Die Impedanz des Tieftöners im unteren Frequenzbereich zeigt zwei deutliche Resonanzen. Die Resonanzen bei ca. 25 Hz und 75 Hz sind dabei das elektrische Abbild der schwingenden Masse des Tieftöners die von der gegenphasigen Resonanz hier des TL-Kanals (Reflex-Kanals) überlagert wird und so zu der häufig zu sehenden "Kamelhöcker-Impedanz" führte. Oberhalb dieser oberen Resonanzfrequenz zeigt der Impedanzverlauf ein sog. kapazitives Verhalten, d.h. zu höheren Frequenz nimmt der Scheinwiderstand wie bei einem Kondensator ab. Diese Kapazität und die hierzu in Reihe liegenden Drosselspule des Tiefpasses bilden nun einen Schwingkreis mit hoher Güte und einer Mittenfrequenz im oberen Bassbereich. Je nach dem welche Werte die "Bauteile" dieses Schwingkreises annehmen, können sich zum Teil sogar erhebliche Pegelveränderungen im Übertragungsbereich des Tiefpasses ergeben. Durch eine Entzerrung der Impedanz lässt sich diese Problem in den Griff bekommen. Ein Saugkreis (eine Reihenschaltung aus einen Widerstand, einer Spule und einen Kondensator) parallel zum Tieftöner kann die Impedanzüberhöhung ausgleichen. Dazu ist jedoch für jede Resonanz ein eigener speziell abgestimmter Saugkreis erforderlich. Für die obere Resonanz bei ca. 75 Hz führt der folgende Saugkreis (6,8 Ohm, 15 mH, 270 µF) schon zu einer sehr guten Glättung der oberen Bassresonanz und somit zu einer hinreichend linearen Lastimpedanz. Ohne diese Glättung der Impedanz buckelt der Pegelfrequenzgang zwischen 70 Hz und 180 Hz um bis zu 8 dB auf. Die Basswiedergabe ist ohne Saugkreis nicht nur besonders "vorlaut", sondern auch recht unpräzise. Das zusätzlich zum Teiftöner liegende Zobelglied (Kondensator und Widerstand in Reihe) sorgt für die Linearisierung des durch die Schwingspuleninduktion hervorgerufenen Impedanzanstiegs oberhalb des Grundtonbereichs. Ohne die Entzerrung müsste die erforderliche Tiefpassspule deutlich größer ausfallen (Kosten!). Ferner liegt der Funktionsverlauf des Tiefpassfilters mit Zobelglied dichter am gewünschten.

    Die anschließende Vermessung des Hochtöners mit der in der Simulation ermittelten Weiche ergab auch keine wesentlichen Abweichung. Die Flanken des Hochtöners und des MT-Horn verliefen wie sie sollen. Ursache für den Pegeleinbruch konnte damit nur eine ungünstige Phasenlage sein. Ein leichtes verschieben des Hochtöner um ca. 1 Zentimeter und eine erneute Umpolung des Hochtöners ließ die Senke im oberen Übernahmebereich völlig verschwinden.



    Die nachfolgenden längeren Hörproben bestätigten, dass die zuvor messtechnisch unterstützten Veränderung in die richtige Richtung gingen. Nach weiteren Versuchen ergab sich dann nach und nach die endgültige Schaltung.

    Abschließend wurde der Hochtöner versuchsweise um 21 Zentimeter nach vorn gerückt. Die Phasenlage im Übernahmebereich bleibt im wesentlichen erhalten, das Additionsverhalten ändert sich praktisch nicht.


    FBB mit korrigierten Hochtönerversatz (Prototyp)


    Lediglich der Pegel des Hochtöners musste noch etwas angepasst werden. Durch die Brücke über den Längstwiderstandes des Spannungsteiler mit einen 2.2µF Kondensator zeigte die Box dann auch im obersten Frequenzbereich eine schöne Spritzig- und Lebendigkeit. Der Hochtöner liegt jetzt nur 3 Zentimeter hinter der Bass-MT-Horn-Schallwand was den Aufbau der Box in einen gemeinsamen Gehäuse wesentlich vereinfacht. Nach allem ergab sich dann der folgende (vorletzte) Weichenschaltplan.


    vorletzter Weichenschaltplan, Stand 8.1.2012 (letzte Modifikation siehe unten)


    Der Vollständigkeit halber haben wir noch eine Entzerrung der Gesamtlautsprecherimpedanz für die Freunde von Röhrenverstärkern entworfen. Bei Betrieb der Box an Transistorverstärkern sind die auf dem Schaltplan ersichtlichen zwei Saugkreise (L1,L2,C1,C2,R1,R2) nicht erforderlich.

    Die Kosten für diese Weiche liegen auch noch im Rahmen des Budget. Ab ca. 48,- EUR ist diese Weiche herstellbar.


    Weichenkosten

    Die endgültige Gehäuseform
    Nach Entwicklung der Weichen und der Platzierungen der Chassis hat sich auch die endgültige Gehäusegestaltung ergeben und stellt sich wie auf nachfolgendes Skizze ersichtlich dar.


    Gehäuse-Skizze

    Detail-Skizze des MT-Horn


    Bauskizzen + Weichenschaltplan als PDF-Download hier



  • Die schöne vorzeigbare Version unserer Forenbox ist am entstehen. Diese Version wird aus 25 mm Multiplex gebaut.


    Rohbau des endgültigen und vorführbaren Forenboxen-Paares des Team Berlin


  • Zwischenzeitlich wurde die Frequenzweiche fertiggestellt. Der Einbau erfolgt in das Bassabteil.
    Frequenzweiche des endgültigen und vorführbaren Forenboxen-Paares des Team Berlin


  • Die endgültige Fertigstellung der Forenboxen des Team Berlin wird in den nächsten Tagen und Wochen erfolgen.

  • Heute am 14.1.2012 erfolgte von unseren fleißigen "Holzwürmern" der Weiterbau der schönen vorzeigbaren Version unserer Forenbox. Das MT-Horn wurde eingepasst und das Hochtonabteil aufgesetzt.

    Rohbau des endgültigen und vorführbaren Forenboxen-Paares des Team Berlin


  • Die Bauskizzen werden noch in ordentliche Konstruktionszeichnungen gewandelt und hier in Kürze zum Download bereitgestellt.


  • Der Bass-Equalizer
    Für eine (sehr) tiefe Basswiedergabe der FBB ist noch eine aktive Entzerrung der Wiedergabekurve entsprechend des nachfolgenden Schaltplans erforderlich. Die Basskorrektur muss dabei auf eine Frequenz von ca. 33-42Hz (36Hz) erfolgen. Die Kondensatoren C12 = C12A (und C12B = C12C) legen die Tunningfrequenz ft fest. Die Werte der Kondensatoren errechnen sich wie folgt (in µF): C = 19,8/ ft. Die Pegelanhebung erfolgt in 6 Schritten über 4x6-Stufenschalter von 0 bis +10dB. Der Bass-Eq wird zwischen Vor- und Endverstärker oder über die Tape-Monitoren-Schaltung des Verstärkers in den Signalweg eingeschleift. Bei ausgeschaltetem Bass-EQ wird das Signal unverändert durchgeschleift. Durch Aus- und Einschalten des EQ ist daher ein driekter Vergleich des Klangs mit und ohne Entzerrung möglich. Die Entzerrerschaltung ist sehr einfach gehalten und kann ohne Probleme auf einfachen Lochrasterplatinen aufgebaut werden.


    Schaltplan des FBB Bass-EQ (als PDF)


    Prototyp des Bass-EQ zur Forenbox des Team Berlin mit einstellbarer Tuningfrequenz und -pegel


    Wiirkung des Bass-Equalizer bei verschiedenen Tuningfrequenzen und Pegeleinstellungen


    Bass-EQ 20 - 45 Hz, max.Pegel


    Bass-EQ 20 Hz, 0- max.Pegel


    Bass-EQ 25 Hz, 0- max.Pegel


    Bass-EQ 32 Hz, 0- max.Pegel

    Bass-EQ 38 Hz, 0- max.Pegel

    Bass-EQ 45 Hz, 0- max.Pegel


    Als Alternative zur vorstehenden Schaltung hat not0815 für die FBB eine Variante mit stufenloser Einstellung von Tuningfrequenz und -pegel entworfen. Nachteil dieser Schaltung ist der durch den erforderlichen 4-fach Potentiometer bedingte relative hohe Kostenaufwand.


    Prototyp des Bass-EQ zur Forenbox des Team Berlin mit stufenlos einstellbarer Tuningfrequenz und -pegel (als PDF)


  • Erste Hörprobe
    Am 12.2.2012 war es nun endlich soweit, dass die Forenbox des Team Berlin nach gefühlten Jahren Entwicklungs- und Bauzeit der gesamten Hifi-Selbstbaugruppe Berlin und anderen Interessierten zur ersten öffentlichen Hörprobe unser "Berliner Schallmauer" vorgestellt wurde.

    Erste öffentliche Vorführung des Forenboxen-Paares des Team Berlin


    Da die Chassis einer Box noch fast jungfräulich daherkamen, war zuerst noch eine gewisse "Einspielzeit" von Nöten. Doch je länger die Boxen unter Strom standen desto besser wurden sie. Als "Vergleich " standen mit der JBL L90 ein ebenfalls recht wirkungsgradstarkes Boxenpärchen zur Verfügung. Der sehr gute Wirkungsgrad unserer "Berliner Schallmauer" von ca. 95 dB fiel als erstes auf. Die Dynamik der Forenboxen war schlicht überwältigend. Die JBL wirkten dagegen wie "PC-Boxen" wie einer der Zuhörer übermütig meinte.

    Unsere Box wurde bei der Weichenabstimmung bewusst auf tonale Ausgewogenheit hin abgestimmt. Einige Zuhörer empfanden diese Abstimmung als eher etwas langweilig. Mit zunehmender Spieldauer zeigte sich die FBB jedoch immer spielfreudiger, so dass andere eine vereinzelt geforderte "Feinabstimmung" in den Bereich des persönlichen Geschmacks wähnten. Unsere Boxen lösten das Klanggeschehen schön auf, einzelne Instrumente sind sehr schön heraus hörbar und gestaffelt. Die Bühnenabbildung und die räumliche Darstellung des Musikgeschehen sind sicher bei manch anderen Boxen etwas besser aber wird aber mit zunehmenden Hörabstand immer besser.

    Der Bass oder besser gesagt die Bassgewalt dieser Boxen ist schon faszinierend und dass sowohl hinsichtlich Qualität und Tiefgang. Mit dem zur FBB entworfenen Bass-EQ läßt sich der f-3 dB-Punkt um mehr als eine Oktave auf beeindruckende 30-35 Hz erweitern ohne dass die Tieftonwiedergabe irgendetwas an ihrer Sauberkeit verliert. Aber auch ohne Bass-EQ ist der Tiefgang schon hinreichend, es fehlt nichts. Mit Bass-EQ stößt man aber in Dimensionen vor, die ...manch einer bisher kaum gehört hat... es macht unendlich Spass am Bass-EQ herum zu spielen....

  • Modifikation der Frequenzweiche
    Nach ausführlichen Hörtests und zahlreichen Messungen wurde die Weiche ein letztes Mal modifiziert. Durch Änderung der Reihenfolge der Bauteile des Tief- und Hochpasses im Mitteltonzweig und einer leichten Anpassung der Bauteilwerte konnte eine signifikante Pegelanhebung des Mitteltonbereiches erreicht werden. Durch die Reihenschalten von Hoch- und Tiefpass im Mitteltonzweig kommt es zu einer leichten Resonanz zwischen dem Hoch- und Tiefpassfilter die zur Folge hat, dass der Pegel zwischen ca 1.2 kHz und ca. 3,5 kHz über dem eigentlichen Pegel des unbeschalteten Mitteltonhorns liegt. Bei der sonst von not0815 favorisierten Integration der Einzelfilter (wie in der vorherigen Weichenversion) werden diese Koppelungen von Hoch- und Tiefpass weitest gehend vermieden. Im hiesigen Fall kann diese resonanzbedingte Pegelanhebung aber dazu genutzt werden, den Gesamtpegel des Mitteltonhorns im Einsatzbereich noch etwas zu erhöhen. Erkauft wird dieser Pegelgewinn jedoch mit einer deutlichen Impedanzsenke, aber irgendwo muss die "Leistung" ja herkommen. Mit einem Minimum von ca. 3,9 Ohm liegt die Impedanz aber noch immer im völlig unkritischen und vertretbaren Bereich. Diese Schaltungsmaßnahme ließ die leichte Mitteltonschwäche der Box letztendlich völlig verschwinden. Der Hochtonpegel war nun noch gegenüber der vorletzten Weichenversion um ca. 2 dB anzuheben. Die Box klingt mit dieser Abstimmung insgesamt noch ausgewogener, insbesondere Stimmen "stehen" nun nicht mehr hinter sondern auf der Bühne und die Box wirkt jetzt zudem auch noch etwas spritziger.


    unbschaltetes MT-Horn und mit Reihenbandpassfilter

    Impedanz FBB

    endgültiger Weichenaufbau


    Der endgültige Weichenschaltplan ergibt sich nun wie folgt:


    endgultiger Weichenschaltplan (rote Bauteile bei Hochtöner Beyma CP21F anpassen bzw. hinzufügen) Stand 21.9.2015, als (PDF)


    Auch die Kosten für diese modifizierte Weiche liegen noch im Rahmen des Budget. Ab ca. 51,- EUR ist diese Weiche herstellbar.


    Kosten der modifizierten Weiche


  • Kleine Messreihe
    Nach Abschluss der Entwicklungsarbeit haben wir unsere Forenbox nochmals zur Dokumentation vermessen. Aufgrund der Witterung mussten jedoch alle Messung im Raum vorgenommen werden. Der "Messraum" ist leider nicht ideal. Der Raum weist starke Resonanzen u.a. bei ca. 60 Hz und 200 Hz auf. Dies ist auf den Messungen zu erkennen. Die Messungen des Basses wurden nur im Nahfeldmodus durchgeführt und auf 2.83V/1m skaliert. Freifeldmessung werden wir aber bei Gelegenheit noch nachholen. Im einzelnen haben die Messungen die subjektiv erfahrenen Eigenschaften der Box bestätigt. Dies wären zum einem der hohen Wirkungsgrad von ca. 95 dB/2.83V/m, der (auch schon ohne Bass-EQ) sehr tiefreichende Bass, der für eine Box dieses Formates recht ausgewogene Frequenzgang und nicht zuletzt der für Beschallungsaufgaben sinnvolle horizontale und vertikale Abstrahlwinkel von ca. 120 ° bzw. 40 °.


    auf Achse in 0,9 m Höhe


    unter 0°, 30°, 45°, 60° in 0,9 m Höhe


    Tieftöner, Reflex-Port, Summe


    Klirr in Prozent bei 2.83V (~95 dB)

    Klirr absolut bei 2.83V (~95 dB)

    Impedanzfrequenzgang


    Der recht hohe Klirr im oberen MT-Bereich (3-6 kHz bis zu 10%) lag wohl an der unzureichenden Bedämpfung des Kammergehäuses des MT-Horn-Treibers sowie an schwingenden Hornwänden. Wir haben jetzt in beide MT-Kammergehäusen ein dickes Stück Noppenschaum über den Truvox geklemmt und den Restraum dahinter mit Polyvlies gefüllt sowie die Hohlräume zwischen MT-Horn und den Boxenwänden mit Bauschaum ausgefüllt und so weiter stabilisiert. Diese Maßnahmen für ein Paar Cent haben eine extreme Wirkung. Der Klirr ist in den kritischen Teilbereichen dadurch um mehr als 15 dB(!) gesunken.

    Klirrspektrum nach stärkerer Dämpfung des MT-Horn-Kammergehäuses


    Klirr in Prozent bei 2.83V (~95 dB)

    Klirr absolut bei 2.83V (~95 dB)


    Ferner muss leider noch festgestellt werden, dass die beiden vorliegenden Exemplare des Selenium Schlitzstrahler-Hochtöners ST-322 nicht ganz unerheblich von einander abweichen. Angesichts des sehr günstigen Preises dieses Schlitzstrahlers - vergleichbare Hochtöner anderer Hersteller (z.B. ein Beyma CP-21F) sind kaum unter dem dreifachen Preis zu erhalten - muss man diese Serienstreuung wohl akzeptieren oder einen Händler suchen der paarweise Selektion anbietet.


  • Feinarbeiten und Optimierungen an den Gehäusen wurden nun nach endgültigem Abschluss der Entwicklung von A-Abraxas in Angriff genommen. Das MT-Horn wurde gespachtelt, geschliffen, furniert und die Hornwände und Hohlräume mit Bauschaum ausgeschäumt und somit nochmals stabilisiert, das Bassgehäuse innen weiter versteift und das Anschlussterminal mit einer Speakon-Buchse versehen. Nun steht noch die endgültige Oberflächenbehandlung an...


  • Fazit
    Unsere Forenbox ist etwas für jeden der eine qualitativ hochwertige Wiedergabe auch bei hohen und sehr hohen Pegeln sucht. Aber auch bei geringer Zimmerlautstärke wusste diese Box zu gefallen. Und wer lieber hört als liest, kann nach Vereinbarung auch noch weiterhin unsere Forenbox probehören.

    Am 6. Otkober 2012 wurde diese Box im Rahmen des Forenboxen-Treffen 2012 in Berlin einem breiten Publikum mit großem Erfolg präsentiert.


    Fotos vom Forenboxentreffen © Roman Katzer

    und hier geht's zu weiteren 50 Bildern vom Forenboxentreffen 2012.


  • Kalkulatorischen Gesamtkosten der Forenbox Team Berlin, Stand 10.03.2012
    Artikel Modell / Bezugquelle EUR
    Tieftöner A&D Audio R-1530 80,00
    Mitteltontreiber Celestion Truvox 0510 29,00
    Hochtöner Selenium ST-322 37,50
    DIY-MT-Horn Sperrholz gem. Plan 10,00
    Gehäuse Spanplatte gem. Plan 30,00
    modifizierte Frequenzweiche für ST-322 E-Bauteile gem. Plan 51,00
    modifizierte Frequenzweiche für CP21F E-Bauteile gem. Plan 59,00
    Dämmung/Dämpfung Rockwoll 10,00
    Kleinkram Leim, Bauschaum, Holzfüße etc. 10,00
    Gesamtkosten pro Box ab mit ST-322
                        mit CP21F
    257,50
    266,50
    Optional, einfacher aktiver Bass-EQ (Stereo) E-Teile gem. Plan ab 40,00


    Die tatsächlichen Kosten können je nach Ausführung in Art und Qualität des Gehäuses, der Weichen und des Bass-EQ auch höher ausfallen. Die Gesamtkosten des Prototypen in der oben gezeigten Ausführung betragen einschließlich Bass-EQ ca. 850,- EUR hinzu kommt die Arbeitszeit.

    Ein Mitglied der Hifi-Selbstbau-Gruppe Berlin übernahm dieses Boxenpaar in seinen Privatbesitz. Die Lautsprecher mit Beyma CP21F Hochtonvariante können ggf. nach Terminvereinbarung probegehört werden.

    Das Forenbox Team Berlin

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