Der Bausatz Sparbox

Der Name „Sparbox“ hört sich ein wenig nach Sparkasse an. Eigentlich ist es auch so gemeint, bei diesem Bausatz sparen wir mit den Kosten, wir sparen beim Gehäusevolumen und wir sparen mit der Arbeitszeit, die für den Bau der Box benötigt wird.
Nur bei einem sparen wir nicht  und das ist die Wiedergabequalität.

Lautsprecher Sparbox
Lautsprecher Sparbox

 

Wie soll nun dieses Wunder geschehen? Hier hilft der Hersteller Visaton ein wenig nach.
Visaton bietet nämlich Lautsprecherchassis, die ehemals für die Industrie konzipiert wurden, zum günstigen Preis an.

I unserem Fall ist es das Tiefmitteltonchassis W 170S und das Hochtonchassis SC10N.

Beide Chassis sind ausgesprochen preisgünstig (W170S – ca. 40,- € und SC10N – ca. 20,- €). Der günstige Preis wird erkauft durch eine hohe Resonanzfrequenz beim Hochtöner und ein vergleichsweise höheres Äquivalentvolumen (38 L) beim Tiefmitteltöner. Damit benötigt die Box ebenfalls ein großes Volumen.
Um eine wohnzimmertaugliche Box zu gestalten, bietet sich in diesem Fall  GHP (geschlossen Hochpass) an.

Eigentlich ist es ein Widersinn, den Tieftonlautsprecher mit einem Hochpass zu versehen. Erst auf den zweiten Blick zeigen sich die Vorteile. Mit dem Filter werden die tiefsten Frequenzen abgetrennt und so erhöht man die Pegelfestigkeit des Lautsprechers. Gleichzeitig erreicht man bei kleinerem Gehäuse eine Pegelanhebung im Tiefton. Dies klingt ebenfalls widersinnig, da nur bei höherer Spannung am Chassis ein höherer Schalldruck entsteht. Bei GHP ist das sogar der Fall. Schwingspule und Kondensator können Energie speichern. Erfolgt bei bestimmten Frequenzen eine Phasenverschiebung in der Art, dass sich zur Eingangsspannung noch die Spannung des Kondensators addiert, dann erhält die Schwingspule eine höhere Spannung.

Vielfach wird der Kondensator allerdings für eine schlechte Impulstreue verantwortlich gemacht. Trotz teilweise unterschiedlicher Meinung zu den GHP Systemen, sollte in unserem Fall unbedingt der Vorteil des kleineren Gehäuses überwiegen.

Design

Unter dem Aspekt eine preisgünstige Box zu bauen, ist das Design ebenfalls einfach gehalten. Ein Kasten aus Multiplex lässt sich an einem Tag zusammensetzen. Die Oberflächenbehandlung erfolgt mit Osma Hartwachsöl, 3091 Silber, transparent. Der Anstrich sollte mehrfach erfolgen.

Beim Beizen oder Ölen von Oberflächen ist Multiplex als Material zu bevorzugen. Durch die Holzoberfläche kommt die Maserung gut zur Geltung. Für einen Anstrich mit Lackfarben dagegen ist MDF als Gehäusematerial besser geeignet. Da sich MDF durch eine gute Maßhaltigkeit in der Materialstärke auszeichnet, kann die Bearbeitung beim Sägen und Fräsen präziser erfolgen. Selbst kleine Unterschiede in der Materialstärke des Multiplex führen insbesondere bei Gehrungsschnitten zu Abweichungen, die in der Schnittkante sichtbar werden.

Die Chassis

Der SC10N ist ein 25 mm Kalottenhochtöner mit Gewebe-Membran. Im Vergleich der Hochtöner mit 25 mm Schwingspule handelt es sich um das preisgünstigste Angebot.
Der W 170S erreicht in geschlossener Bauweise eine untere Grenzfrequenz von ca. 50 Hz, so dass im Zweiwegesystem ein Frequenzband von 50 Hz …20000Hz wiedergegeben werden kann.

Die Gehäuseberechnung

Wie bereits erwähnt nutzen wir die GHP Methode. Folgen wir der Berechnungsanleitung aus der Zeitschrift Hobby HiFi (Heft 1/2006), dann kann mittels Hochpasskondensator das Gehäusevolumen auf 10 L reduziert werden.

Die Frequenzweiche

Der berechnete Wert für den Hochpasskondensator beträgt 940 uF. Leider zeigt sich bei der Simulation mit Boxsim, dass der Wert von 940 uF im Zusammenwirken mit einer 12 dB/Okt. Weiche doch nicht so günstig ist. Bei ca. 130 Hz ist ein Berg im Frequenzgang zu sehen. Der 3 dB Punkt wandert in Richtung höherer Frequenzen und findet sich bei ca. 70 Hz, abweichend von der Berechnung, die uns 56 Hz verspricht.

Nach längerem Probieren ergibt sich ein optimaler Wert von 470 uF, bei dem unser Frequenzgang mit der Rechnung übereinstimmt.

Daraus leitet sich nur eine Erkenntnis ab, dass es eine Wechselwirkung des Vorkondensators mit den anderen Bauteilen der Frequenzweiche gibt, die berücksichtigt werden muss. Die weitere Gestaltung der 12 dB Frequenzweiche ist unkompliziert. Der Aufbau erfolgt auf eine Lochrasterplatte LP/RA160  .

Frequenzweichenaufbau Sparbox
Frequenzweichenaufbau Sparbox

Bedämpfung

Für die Bedämpfung wird ein halber Beutel Visaton Polyesterwatte benötigt, der locker in das Gehäuse eingelegt wird.

Daemmung der Sparbox
Daemmung der Sparbox

Technische Daten der Lautsprecherbox

PrinzipGHP
Nennimpedanz4 Ohm
Belastbarkeit50 W
Übertragungsbereich
(-8 dB)
50 Hz...20000 Hz
Kennschalldruck86 dB
Maximalpegel (1 m)105 dB zwischen 100 Hz und 20 kHz
Empfohlene Raumgröße6 qm... 20 qm
Gewicht5,8 kg
Abmessungen (H x B x T)340 mm x 220 mm x 220 mm
Nettovolumen10,0 L

Messungen

Frequenzgang

Frequenzgang axial, Sparbox
Frequenzgang axial, Sparbox

 

Frequenzgang unter 15 grd.
Frequenzgang unter 15 grd.

Impedanz

Impedanz Sparbox
Impedanz Sparbox

Klirrfaktor

Klirrfaktor bei 90 dB, rot - K2; weiß - K3; grün - K4; gelb - K5
Klirrfaktor bei 90 dB, rot – K2; weiß – K3; grün – K4; gelb – K5

 

Klirrfaktor bei 95 dB, rot - K2; weiß - K3; grün - K4, gelb - K5
Klirrfaktor bei 95 dB, rot – K2; weiß – K3; grün – K4, gelb – K5

Wasserfalldiagramm

Wasserfall Sparbox
Wasserfall Sparbox

Fazit

Für einen Lautsprecher dieser Preisklasse sind die Messwerte unerwartet gut. Bis auf den leicht welligen Frequenzgang, der seine Ursache auch in der einfachen Gehäusegestaltung hat, finden wir ein Wasserfalldiagramm mit geringen Resonanzen und Klirrfaktoren, die durchschnittlich unter 1% liegen.

Interessant ist der Impedanzanstieg des Tiefmitteltöners unterhalb der Resonanzfrequenz, ein typisches Zeichen für GHP Konstruktionen.

Informationen zum Bausatz Sparbox

 

 

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