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HTH-Bausatzwettbewerb mit A&D Audio

Selbstbauer können einsenden, vorstellen und gewinnen !


Bauvorschlag 2 : "ULB-8-PRO System" von Benjamin Jobst


1.) Projektzielstellung, Motivation

Das ULB-8-Pro Topteil wurde quasi als Party-PA-Forumsprojekt gestartet, die eigentliche (Weichen)Entwicklung usw. habe ich gemacht. Ziel war es mit den günstigst auffindbaren Chassis ein kleines, lautes und brauchbares System für kleinere Partybeschallungen zu schaffen.
Dabei sollte es recht gut klingen, die Phase möglichst korrekt sein, auch eine halbwegs brauchbare Abstrahlung haben, aber dennoch einfach und für jedermann nachzubauen sein, auch die Frequenzweiche.
Da die Jugend doch sehr gerne basslastig hört, habe ich mich für eine Sat-Sub Kombination entschieden, somit konnte auf Basstauglichkeit der Topteile verzichtet werden, was oft dem Pegel zugute kommt.
Da Geldbörsen recht schmal sind, sollte sich eine Box im 50,-EUR Bereich bewegen.

2.) Chassisauswahl

Die Chassisauswahl war gar nicht so einfach, ich hatte Mc Gee, Kenford und auch ein 6" Chassis von Eminence in den Fingern, mehr oder weniger durch Zufall bin ich dann auf die Chassis von A&D Audio gestoßen, prompt zwei Stück T 8015 bestellt. Zuerst zu einem Kollegen (Riesen Dank an 20Hertz), welcher sie auch als für den Preis sehr brauchbar einstufte und Kippel-Light-Messungen durchführte. Die Serienkonsistenz scheint auch gut zu sein.
Vorteil des T 8015 war auch, dass er laut nachgemessenen TSPs in einem kleinen, geschlossenem Geäuse (da einfacherer Nachbau) tief genug spielt.
Nun ein günstiger Hochtöner dazu, dabei habe ich an den Bauvorschlag mit dem TRUVOX-0510 und dem IMG MHD-190 gedacht und mir zwei sehr ähnliche, aber günstigere P.Audio PHT-409 kommen lassen, welcher breit genug abstrahlt, klasse in den angestrebten Preisrahmen passt, sehr klein ist und in Verbindung mit dem 8"er auch gerade so tief genug trennen geht, dabei aber noch bis oben hinaus spielt.

Der Subwoofer musste recht potent werden um mit den Tops mithalten zu können, zugleich nicht zu teuer, aber auch kein riesiges Gehäuse benötigen.
Hier hatte ich auch schon einen brauchbaren Kenford 12"er in den Fingern, aber es musste doch noch etwas mehr rauszuholen sein, vor allem lies der Preisbereich noch etwas Spielraum. Also wiedermal bei HTH nach den A&D Audio Chassis geschaut und den R 1230 entdeckt (15" wäre doch zu groß geworden), schöne große Schwingspule, genug lineare Auslenkung und schaut allgemein für den Preis recht kräftig aus, preislich und simulationstechnisch auch perfekt für das Projekt passend.
Angefragt, ab wann dieser offiziell verfügbar ist, und mir zwei Stück kommen lassen.

3.) Gehäusebau

Die Gehäuse müssen vor allem für Anfänger und Einsteiger einfach nachzubauen sein, hier kommt uns zugute, dass der A&D Audio 8"er in einem geschlossenen und kleinen spielen kann. Das eckige Gehäuse musste sogar nochmal mit einem Zwischenbrett unterteilt werden, da das Chassis sonst zu viel Liter hätte und bei hoher Leistung zu viel auslenkt. Das Top sollte ja recht betriebssicher werden und nicht jeder hat einen LowCut parat, welcher ja bei BassreflexGehäuse wegen der Auslenkung zwingend notwendig gewesen wäre.
Da es ein Projekt für Anfänger ist, werden die Chassis nicht eingefräst, sondern alle nur aufgesetzt.

Der Subwoofer sollte natürlich auch nicht überdimensional groß werden, somit musste ein Mittelweg zwischen Größe, Lautstärke und Tiefgang gefunden werden.
Hier kam leider aber nur Bassreflex und/oder ein BandpassHorn in Frage.
Der erste Gedanke war ein Bandpasshorn, da es den Hub des Basschassis untenrum begrenzt, recht tief herunter spielt, dabei aber noch ausreichend Pegel produziert. Gedacht, Simuliert, Gezeichnet, Prototyp gebaut, vermessen und als sehr brauchbar eingestuft !

Nur ein Problem: Der Nachbau ist doch vor allem für Anfänger eine Herausforderung, also musste etwas einfacheres zusätzlich her, hier entschied ich mich für Bassreflex, da der 12"er im geschlossenen Gehäuse zu wenig Pegel erzeugt, oder entzerrt werden müsste.

Die Gehäuse sollten natürlich nicht teurer als die Chassis werden, somit macht der Bau aus Span, OSB oder MDF am ehesten Sinn, 15-16mm Materialstärke sind am ehesten verbreitet.
Der Einfachheit wegen wurde das erste Gehäuse einfach vierckig, ohne Gehrungen, Schrägen und sonstiges, sprich der Anfänger lasst sich im Baumarkt die 7 Bretter pro Topteil einfach zuschneiden, sägt Cutouts der Lautsprecher und leimt das Gehäuse ganz einfach zusammen.

Auch ähnlich bei dem Bassreflex Subwoofer.
Da es nun für die Anfänger eine einfache Variante des Subwoofers gibt, wie auch eine für Fortgeschrittene, musste auch eine herausfordernde Version des Topteils entstehen. Für halbwegs Begabte dann einmal das Gehäuse in Trapezform und für die Könner die sogenannte MuFu, welche für Multifuktional steht, schick ist und auch Sinn macht, da man nun eine Monitorschräge hat !

4.) Entwicklung der Frequenzweiche

Nachdem die Chassis einzeln vermessen wurden, der 8"er in einem IEC Baffle vom Kollegen, der 12"er im großen Geschlossemem Gehäuse und der Hochtöner roh auf einem Stativ, wanderten die Chassis in das Prototyp Gehäuse und wurden nochmals vermessen um herauszufinden wie sich das Gehäuse auf die einzelnen Chassis auswirkt. Vor allem bei dem Topteil, welches oben und unten Überstände hat wegen der Gittermontage.
Nahfeldmessungen wurden nicht durchgeführt, da auf einem 2 Meter hohem Stativ in einem großen Hof gemessen wurde, nächste Wand ca 5 Meter entfernt, was eine Messung bis 130Hz zulässt, was uns bei dem Topteil ausreicht.

Simulation vs. Messung :

Die gemessenen Daten (Amplitude + Phase und Impedanz + Phase) wurden in BoxSim importiert, somit konnte ein guter Anhaltspunkt für die Frequenzweichenentwicklung gefunden werden.
Zu schaffen machten einem die Resonanzspitzen des A&D Chassis etwas, welche dank des kleinen Hochtöners bis in den Trennungsbereich herein ragen.
Somit müsste eigentlich recht steil getrennt werden, dennoch muss die Weiche aber einfach und günstig bleiben.

Am Ende ist die Weiche aber doch sehr einfach geworden (musste sie ja) und besteht aus einem einfachen 12dB/Okt Filter für den Tiefmitteltöner und einem 18dB/Okt Filter inkl. Spannungsteiler für den Hochtöner. Die Aktustische Trennfrequenz liegt nun bei genau 2,5kHz, die Minimale Impedanz bei 6,6 Ohm.
Trotz Verwendung zweier unterschiedlicher Filter, ist die Akustische Phase bezogen auf den Hochtöner doch sehr gut geworden.
Für den Tiefpass reicht eine 1mm Luftspule, für den Hochpass tut es auch eine Kleinere. Kondensatoren nehmen wir 160V MKT, Widerstände 10W Keramik

Die Abstrahlung ist für eine Box in diesem Preisbereich auch ganz gut geworden, einzig der Hochtöner schnürt bei 4kHz etwas ein, was ich denke auf den Phaseplug (?!) in der Mitte des Horns zurückzuführen ist.
Ist in diesem Bereich aber relativ unkritisch und schaut im Sonogramm schlimmer aus als es wirklich ist.
Das Group Delay offenbart auch keine bösen Überaschungen, einzig das Wasserfalldiagramm gibt Aufschluss über zwei kleine Resos des 8"er im Bereich 2,5 und 3 kHz, also genau in der Trennung, welche aber doch recht klein und dank des Preises auch zu verschmerzen sind.

Alle Messungen sind extra relativ ungeglättet mit 1/24/Okt. und wurden mit mit einem professionell kalibrierten ECM und LowNoise Preamp durchgeführt.
Winkelmessungen in 10° Schritten auf einem Drehteller in 2 Meter Entfernung.

5.) Die Subwoofer

Aus Zeitgründen habe ich nur die Variante Bandpasshorn ausgemessen.
Wir sehen, dass es ab 50Hz nach unten hin recht flach abfällt, f-3dB liegt bei genau 40Hz, obwohl die Tunigfrequenz bei 67Hz liegt.
Der Tiefpass sollte je nach Geschmack zwischen 80 bis 150Hz angesetzt werden.

Messung wurde in 4 Meter Groundplane auf Betonboden durchgeführt, nächste Wand 6 Meter.
Der Bassreflex ist etwas einfacher zu bauen, begrenzt aber den Hub untenrum nicht und kommt nicht ganz so tief, spielt aber ähnlich wie der BPH.
Empfohlener HP: 42Hz mit 24dB/Okt.

6.) Klangbeurteilung und Fazit

Für den Preis erwartet man deutlich weniger Klang und Lautstärke, am Ende war ich selbst überrascht ! Das Topteil liefert natürlich nicht so viel Bass, zu Hause auf dem Regal, oder im Partykeller, wo man nicht bis an das Pegellimit der Box muss, kann man etwas am Bassregler drehen, somit kann man die Box auch ohne Subwoofer bei niedrigen Pegeln gut einsetzen.
Wird die Box bis an ihr Ende getrieben, so neigt der Hochtöner etwas zum Schreien, tritt aber erst weit über 100W rms aus.
Man merkt der Box bei etwas höheren Lautstärken an, dass sie keine HiFiBox ist, sondern für PA gemacht wurde, harte präzise Tiefmitten, und kein weicher gewohnter Hochton, sondern durchsetzungsstark !
Dennoch weiß die Box auch im Wohnzimmer zu gefallen, da sie für die Größe doch sehr laut ist und man somit nicht viel Leistung drüber schieben muss, was mit niedrigen Verzerrungen gedankt wird.
Der BPH Subwoofer macht schönen Tiefgang und klingt eher wie ein Mix aus HiFi und PA, der Bassreflex klingt PA typischer.
Top und Subwoofer geben gemeinsam ein schönes Klangbild und wissen vor allem auf kleinen DiscoPartys zu gefallen, hier kann das System seine Stärken voll ausspielen !
Für DiscoPartys, Alleinunterhalter etc. sollte aber pro Topteil ein Subwoofer genutzt werden, im kleinen Partyraum, Hintergrundbeschallung oder Wohnzimmer tut es aber auch locker ein Subwoofer.

7.) Probleme und Kompromisse

Bei einer Top-Sub Kombination haben wir wie immer das Problem der Trennung von Topteil zu Subwoofer.
Die Topteile bräuchten nicht unbedingt einen Hochpass, dank der geschlossenen Bauweise, dennoch wäre es besser, der Subwoofer benötigt unbedingt einen Tiefpass.
Eine brauchbare passive Weiche incl. Hochpass für die Topteile würde wegen der hohen Belastbarkeit den Preis in die Höhe treiben.
Deshalb empfehle ich eher den Betrieb mit einer Aktiven Frequenzweiche, welche ja recht günstig zu bekommen sind.
Eine zweite Endstufe (für die Subwoofer) kann man sich sparen, wenn man auch Stereo verzichten kann und das System Mono ansteuert, quasi Subwoofer auf den linken und Tops auf den rechten Kanal der Endstufe.

Subwoofer sollten in einem Raum um die 5dB lauter sein als die Topteile, bei Jugendlichen vielleicht sogar 10dB, in der Regel sind Subwoofer aber immer leiser als die Topteile, somit wird eine passive Trennung erst recht sehr schwierig. Hier wird dann viel Bass rein gedreht, was die Topteile natürlich auch abbekommen und somit schnell verzerren.
Mit einer aktiven Trennung jedoch, können wir die Lautstärke der Topteile und Subwoofer unabhängig voneinander regeln !