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Mitteltonhörner = HiFi ??

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Beitrag
detegg
Administrator
#1 erstellt: 29. Nov 2005, 23:07
Hallo Fachleute und Freaks!

MT-Hörner werden traditionell bei PA eingesetzt. Neben dem hohen erzielbaren Schalldruck in Verbindung mit passenden Druckkammertreibern ist m.W. eine gezielte Beeinflussung des Abstrahlverhaltens möglich (short/long throw).
Auch im Home-HiFi-Bereich wurden und werden diese Treiber mit großen Hornvorsätzen in den verschiedenen Ausführungen (exponentiell, hyperbolisch, traktisch, gefächert, etc.) verwendet. Als möglicherweise bekanntes Beispiel sei die VISATON Monitor 890-MKII genannt.



Unter Berücksichtigung der im Home-Bereich möglichen Abhörentfernungen/-lautstärken etc.:

+ was macht die speziellen Eigenheiten der unterschiedlichen MT-Hornsysteme aus?

+ wie sind diese Hörner einzubauen? Freistrahlend oder in Schallwand?

+ welcher nutzbare Frequenzbereich ergibt sich?

+ wie ist die Abstrahlung am unteren/oberen Ende des Übertragungsbereiches definiert?

+ ist z.B. eine 3-Wege Kombination wie die o.g. VISATON Monitor mit konventionellen Systemen vergleichbar?


Viele Fragen, deren Beantwortung hoffentlich viele Leser interessieren ....

Gruß
Detlef


[Beitrag von detegg am 30. Nov 2005, 00:35 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 30. Nov 2005, 12:40
Generell gilt mal:
Bei einer passiven Box sollte der Wirkungsgrad des Tieftöners am geringsten sein, weil man bei Mittel- und Hochtönern diesen immer mit Widerständen senken kann, was beim Tieftöner nicht geht. Wenn Du also beispielsweise eine Box mit einem Nennschalldruck von 95 dB im Bass hast, brauchst Du Mittel- und Hochtöner mit gleichem oder höherem Schalldruck. Damit landest Du zwangsläufig bei den Hörnern.

Die Abmessungen des Horns bestimmen seine untere und obere Grenzfrequenz (üblicherweise -3dB, aber was ist schon üblich...). Damit sind die Abmessungen schon mal gegeben.


was macht die speziellen Eigenheiten der unterschiedlichen MT-Hornsysteme aus?



Je nach Form ändert sich der maximale Abstrahlwinkel. Und die Abmessungen beeinflussen auch Klirr und Resonanzen des Horns und somit seinen Klang.


wie sind diese Hörner einzubauen? Freistrahlend oder in Schallwand?


Der Einbau könnte auch in eine Schallwand erfolgen. Es ist letztlich eine optische Frage und kaum eine akustische.


welcher nutzbare Frequenzbereich ergibt sich?


Das steht jeweils bei den Hörnern und Treibern angegeben. Wenn der Treiber eine Grenzfrequenz von 5 kHz hat, nützt auch ein Hornvorsatz nichts, der höher gehen könnte und das gleiche gilt am unteren Ende. Prospektdaten vergleichen.


wie ist die Abstrahlung am unteren/oberen Ende des Übertragungsbereiches definiert?


Meines Wissens (Irrtum vorbehalten) ist die Abstrahlung nicht definiert.


ist z.B. eine 3-Wege Kombination wie die o.g. VISATON Monitor mit konventionellen Systemen vergleichbar?

Die Visaton ist im Bass eine normale Bassreflexkonstruktion und somit nichts spezielles. Im Mitteltonbereich fällt klanglich sicher das Horn auf.

Ein Horn hat systembedingt einen relativ hohen Klirranteil und ebenfalls eine deutliche Verfärbung. Letzteres wird je nach Lage der Resonanzen von vielen Hörern geschätzt, hat aber eigentlich mit sauberer Wiedergabe nichts zu tun.

Ebenso wirkt der relativ hohe Klirr, der parallel zur Lautstärke zunimmt, dem Gehör entgegenkommend, weil das Ohr Klirr als Lautheit interpretiert. Das bedeutet, dass ein Signal, das mit steigender Lautstärke vermehrt klirrt, als lauter und vor allem dynamischer empfunden wird als ein sauberes Signal. Das ist der selbe Effekt, wie bei Röhrengeräten, die auch dynamischer empfunden werden.

Dieser Effekt ist im Hochtonbereich nicht mehr so stark, weil die entstehenden Oberwellen oft schon ausserhalb des Hörbereichs liegen.

Vergleichen kann man alles aber die Bezeichnung "Monitor" ist bei dieser Box irreführend. Bei Monitoren hat sich heute mehrheitlich die konventionelle Dreiwegbox durchgesetzt, bei welcher allenfalls durch spezielle Schallführungen die Abstrahlchrakteristika so beeinflusst werden, dass sie den hauptsächlichen Studioanwendungen entgegenkommen. Ein Monitor hat möglichst neutral und verfärbungsfrei zu reproduzieren.
lens2310
Inventar
#3 erstellt: 30. Nov 2005, 23:50
Hoher Klirr ??, dem wage ich zu widersprechen. Gerade das Visatonhorn ist eines der am besten klingenden Mitteltonhörner die absolut für HiFi brauchbar sind.
Schnell öffnende Hörner wie das Visaton oder JBL 2397 klingen gerade auch für HiFi excellent gut und brauchen sich vor anderen Mitteltönern nicht verstecken, vorausgesetzt man benutzt auch einen guten Treiber. Mit Billigtreibern für 50-100 Euro braucht man erst gar nicht anfangen. Wählt man die Übergangsfrequenzen passend erhält man eine äußerst dynamische Kombination.
Normale exponentielle Hörner auch mit Schallverteilerlinsen würde ich nicht empfehlen. Sie klingen im Vergleich trötig.
Die Bezeichnung "Monitor" bei der Visaton ist wahrscheinlich eine Marketingsache und hat nichts mit Studiomonitoren gemein.
detegg
Administrator
#4 erstellt: 01. Dez 2005, 09:59
Moin,

die Bezeichnung "Monitor" wurde in den 80ern gerne für LS mit life-haftiger Wiedergabelautstärke verwendet

Klirr wird m.E. im Horntreiber selbst erzeugt, wenn die in der Druckkammer komprimierte Luft im anschliessenden Treiberhals expandiert. Durch konstruktive Massnahmen (Form, Stege, etc.) kann man das minimieren. Wirklich gut konstruierte Treiber kosten alledings ein kleines Vermögen, ich nenne TAD, CORAL, JBL ...

Das vorgesetze Horn erzeugt doch wohl keine "Verzerrungen", die zu Klirr führen könnten (?). Wenn das Horn aus hochdämpfenden Material besteht, wird das "ringing", wie von mitschwingenden Gehäusewänden bekannt, vermieden. Was allerdings beim Übergang vom Hornvorsatz zur Umgebungsluft passiert - ich weiss es nicht. Hier könnte der Einbau in eine Schallwand nützlich (?) sein.

Die Formgebung des vorgesetzten Hornes beeinflusst den Frequenzgang auf Achse. Die als "Cut-Off"-Frequenz bezeichnete untere Grenzfrequenz des Hornvorsatzes entspricht in meinem Verständnis der Resonanzfrequenz einer Kalotte. Unterhalb dieser fällt der Schalldruck eines MT-Hornes dann um 12dB (?) ab. Einsetzen würde ich ein MT-Horn immer erst ab doppelter Cut-Off Frequenz - das bekannte große FOSTEX H220 Holzhorn z.B. ab ca. 600...700Hz.

Die von mir gemessenen (großen) MT-Hörner zeigen ab ca. 4000Hz einen Schalldruckanstieg von 6dB auf Achse, der korrigiert werden muss. Auch wenn die verwendeten Treiber mit z.B. 500...18000Hz spezifiziert waren, ab ca. 7000Hz messe ich Abweichungen in der Größenordnung von +-10dB - IMHO also nicht als fullrange MHT brauchbar. Hier muss dann ein HT-Horn eingesetzt werden.

Wählt man die Übergangsfrequenzen passend erhält man eine äußerst dynamische Kombination.

... genau!

Gruß
Detlef
richi44
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 01. Dez 2005, 12:33
Über die verschiedenen Hornkonstruktionen gibt es genügend Abhandlungen. Google hilft weiter. Und es ist da nachzulesen, welche Hornform (konisch, exponential, nur als Beispiel) einen wie hohen Klirr bei welchem Schalldruck erzeugt. Das hat rein nichts mit dem Treiber zutun. Selbst wenn dieser ideal wäre, würde der Hornklirr (zusammen mit einer Welligkeit der Wiedergabe, jedenfalls in Teilbereichen) bleiben.
Ich habe das Horn nicht erfunden und kann daher nur abschreiben, was die verschiedenen (teils Uni) Hornberechner veröffentlicht haben. Bitte nachlesen!
lens2310
Inventar
#6 erstellt: 01. Dez 2005, 23:03
Habe mal ein JBL 2397 mit 2441 Treiber an einer Profi-Messanlage (Audio-Technik) messen lassen. Es blieb bei einer maximalen Abweichung von +- 3dB von 700-9000 Hz.
Das Filter wurde (sicherheitshalber) auf 500 Hz Trennfrequenz gesetzt.
Bedenkt man das es sich ja eigentlich um Profiteile handelt kann sich das durchaus sehen lassen. Außerdem klingt es gut.
richi44
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 02. Dez 2005, 08:12
Das erstaunt mich absolut nicht. Erstens wird ja der Klang von Hörnern oft geschätzt, zweitens sind je nach Auslegung des Horns, zumindest im Mitteltonbereich derartige Linearitäten möglich.
Worum es bei meiner Aussage ging, war in erster Linie der Klirr. Der wurde ja offensichtlich nicht gemessen. Und für die Entstehung des Klirrs gibt es eine ganz einfache und logische Erklärung:

Bei optimaler Berechnung hat ein Exponentialhorn eine recht hohe Drucktransformation. Das bedeutet, dass die Luftbewegung am Hornmund beispielsweise 10 mal kleiner ist bei einem normalen, direkt strahlenden Lautsprecher, dass andererseits der Luftdruck 10 mal grösser ist.
Dies hat einmal zur Folge, dass die Membranbewegung stark bedämpft wird, was das Impulsverhalten und den Frequenzgang positiv beeinflusst.
Es bedeutet aber auch, dass da recht hohe Luftdrücke nötig werden. Und dazu mal folgende Überlegung:

Angenommen, wir hätten eine Kolbenpumpe, deren Zylindervolumen im Ruhefall 1 Kubikcm beträgt und dessen Kolben eine Fläche von 1 Quadratcm hat.
Wenn wir den Kolben in Richtung Kompression nach innen drücken, steigt der Druck, weil das Volumen abnimmt, die Anzahl Luftmoleküle aber gleich bleibt. Bei Halbierung des Volumens, entsprechend einer Eintauchtiefe von 5mm hätten wir einen Druck von 1 Atü, bei 7,5mm Eintauchtiefe einen solchen von 2 Atü.

Hier kommt schon das erste "Hindernis" zum Vorschein. Das Horn hat ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 und braucht daher für eine bestimmte bewegte Luftmenge am Trichterende eine bestimmte Druckänderung am Hornmund. Und weil sich das linear verhält, muss die Druckänderung auch linear geschehen. Mit unserer Pumpe haben wir aber ein unlineares Verhältnis zwischen Druck und Bewegung (1Atü 5mm, 2 Atü nochmals +2,5mm).
Aber denken wir weiter.
Wir wollen ja nicht nur einen Überdruck, sondern wir brauchen genau so einen Unterdruck. Um einen Unterdruck von 1 Atu zu erzeugen, müssten wir entweder alle Luft entfernen oder das Zylindervolumen auf unendlich setzen können. Wir bekommen also bei unendlicher Kolbenbewegung gerade mal 1 Atu hin. Mehr ist nicht möglich.
Wenn wir uns nun das ganze Verhältnis von Luftdruck und Bewegung in einer Kurve vorstellen, so ist klar ersichtlich, dass wir nur bei relativ kleinen Drücken, entsprechend eines kurzen Kurvenausschnittes, einigermassen brauchbare Ergebnisse bekommen. Und dies nur darum, weil mit steigendem Druck auch der mechanische Druck zunimmt, sodass die Membran nicht entsprechend ausgelenkt werden kann. Im Unterdruckfall ist das aber nicht mehr so klar, sodass recht bald asymmetrische Verhältnisse und damit Klirranteile K2 entstehen.
Da aber K2 (Röhrenklirr) meist als angenehm und dynamisch empfunden wird, kommt dies auch beim Horn zum tragen, hat aber mit Natürlichkeit nichts zu tun.
lens2310
Inventar
#8 erstellt: 03. Dez 2005, 19:55
Ist mir schon klar was Du meinst und mir sind diese Verhältnisse bekannt.Vieleicht vergleichbar mit zu kleinen Bassreflexröhren. Entscheidend ist aber was bei rauskommt.
Der Unterschied zwischen (schlechten) Hörnern und Treibern ist sehr gut hörbar. Sicher gibt es Lautsprecher die vom Klirrfaktor her besser sind und vieleicht auch besser klingen. Aber Klirrfaktor ist bei weitem nicht alles.
Und absolut naturgetreue Wiedergabe ist wohl mit keinem Lautsprecher erreichbar. Dem stehen ja auch viele andere Faktoren gegenüber, z.B der Hörraum. Man kann sich halt nur möglichst weit annähern.
miclue54
Stammgast
#9 erstellt: 03. Dez 2005, 23:02
Hallo zusammen,
von der Fa. Musik Produktiv existiert ein Buch über PA-Lautsprecher. Hier sind auch u.a. Mitteltontreiber (EV; Gauss; JBL; TAD usw.) aufgeführt mit Frequenzgang, Phasengang, Klirrmessungen (bei 100dB)usw. - ist sehr informativ.
Ich selbst komme aus der "Elektrostaten_Ecke" und bin vor 2 Jahrzehnten auf Vollhornanlagen umgestiegen - das war wie einen Art von Sucht. Nachteil sind die allerdings exorbitanten Preise - für eine Seite ca. 875€ für den Treiber und ca. 1600€ für das Horn (12o°*40°/ massiv Teak).
Das ganze wird getoppt in der japanischen & taiwanesischen Szene mit Kombinationen, für deren Preise man auch gut und gerne eine Komplettanlage erwerben kann.
Mit Grüßen
Michael


[Beitrag von miclue54 am 03. Dez 2005, 23:02 bearbeitet]
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