Zoé - Contestbeitrag aus dem Süden

[Shefffield]

Moin, Jungs!

Langsam wird's Zeit, dass Julian und ich auch mal unser Schätzchen für den Contest vorstellen:

Zoé ist ein kompaktes Standböxle, das bewusst auf hohen WAF und nettes Design gezüchtet wurde, unter Hinnahme gar nicht so weniger Kompromisse. Erleichtert hat uns das die digitale Filterung, mit der wir an die Sache herangehen, denn dadurch wurden Lösungen möglich, die so nicht mit analoger Aktivtechnik (das schließt digital implementierte Analogtechnik à la DCX und anderer DSP-Kisten ein) und schon gar nicht passiv machbar gewesen wären.

Das Projekt ist nicht ohne Anspruch, und das Beschreiten für uns neuer Wege hat ganz schön Zeit und Aufwand gekostet. Wir sind aber trotzdem optimistisch, dass wir's rechtzeitig nach Köln schaffen werden. Kommenden Donnerstag wird Zoé ihr Finish bekommen, wenn das Material dafür rechtzeitig geliefert wird, und danach ihre ersten Töne von sich geben, und zwei Tage später werden wir sehen, wo wir damit stehen.

Bestückung:
Ciare 1.38 TW2, B&C 8NW51 und Beyma 15G450/N

Abmessungen:
Breite 24 cm, Höhe 96 cm, Tiefe 52/42 cm

Bis bald in Köln,
Axel

[DemonCleaner]

52cm tiefe und hoher WAF... dabin ich ja mal gespannt!

wie filtert ihr denn? gehört ein pc zum setup dazu oder wie darf man das verstehen?

[LIFU]

Hoi Sheffield

Erleichtert hat uns das die digitale Filterung, mit der wir an die Sache herangehen, denn dadurch wurden Lösungen möglich, die so nicht mit analoger Aktivtechnik (das schließt digital implementierte Analogtechnik à la DCX und anderer DSP-Kisten ein) und schon gar nicht passiv machbar gewesen wären.

Da bin ich aber gespannt.


Freundliche Grüsse

Gustav

[Shefffield]

Ja,
ein PC gehört dazu. Und die 52 cm sind in gefälligen Proportionen "versteckt". Aber ohne Finish brauchen wir noch keine Fotos zu machen. Über Wohl oder Wehe der Optik entscheidet gerade DHL. Wenn die bummeln, rücken wir mit Span roh an...

Gustav,
es wird mich freuen, Dich da oben zu treffen. Nach Julians Lobliedern auf Deine VSM muss ich wohl auch mal irgendwann bei Dir anklopfen zum Hören.

Und gespannt sind wir auch auf Donnerstag. Aber wie!

Bis bald,
Axel

[LIFU]

Hoi Sheffield

Leider werde ich nicht zum Contest kommen.
Wir haben von der HSG Stuttgart eine andere Veranstaltung am Samstag.
Ausserdem ist es halt schon etwas sehr weit, nur zum zuschauen.

Da der Contest aber ja sehr gut Dockumentiert wird, verpass man ausser dem eigenen Höreindruck und den guten Gesprächen ja nicht viel.

Nach Julians Lobliedern auf Deine VSM muss ich wohl auch mal irgendwann bei Dir anklopfen zum Hören.

Sobald ich wieder einigermassen zufrieden mit dem Klang im neuen Wohnzimmer sehr gerne.



Freundliche Grüsse

Gustav

[ferryman]

Moin,

Filtern und falten.



Viele Grüße,
Alex, Axel, Julian

[Chaomaniac]

Größeres Pic:


Schönes Spielzeug...

Und ich dachte schon, ich wär der einzige der den Computer in Bodennähe betreibt. Verringert zumindest die auswirkingen eventueller Schwerkraftschäden.

[ton-feile]

Hi,

HERZLICHEN GLÜCKWUNSCH!!!

Freut mich riesig für Euch.

Viele Grüße
Rainer

[Chaomaniac]

Mannmannmann, auch von mir einen großen Glückwunsch!
Auch wenn ich mir rein intuitiv eine Box mit Axel-Beteiligung nicht ganz so klein vorgestellt hätte...
Wo werden die Boxen ihre zukünftige Heimat haben?
Ro-Town?

[LIFU]

Hoi Zusammen

Auch von mir Gratulation zum Erfolg.

Gustav

[fabel]

Hallo,

Gratulation auch von mir. Da hat in meinen Augen auch der mit Abstand schönste Speaker gewonnen .

Ich hoffe es gibt auch noch Details über die verwendete Technik ( Filter / Faltung ).

Gruß Fabian

[detegg]

Moin,

ich hatte heute das Vergnügen, 8 hervorragende LS zu hören. Detaillierte Einzelberichte mit Messungen folgen in den nächsten Tagen.

Zur Zoé

Beim 2. Testtrack rastete ich ein - DAS ist mein LS, so höre ich zu hause. Als Neuling in der erfahrenen Jury habe ich versucht, bei meinen folgenden Bewertungen meine Begeisterung zurückzuhalten.
Am Schluss hatten alle 4 Juroren eine sehr ähnliche Meinung, einzig Pico hatte was zu meckern. "... meine Erwartungen wurden nicht erfüllt!"

Fragezeichen bei den Kollegen

"... ich kenne diesen Hörraum wie kein anderer, JEDER LS hat mir hier bisher diese Schwächen aufgezeigt. Diese Zoé betrügt mich - mein Horraum ist weg!"

Er war es auch, der dann zum Spaß aller 2 zusätzliche richtig fordernde Tracks nachschob - bei richtigem Pegel.
Spätestens da war auch den draußen Wartenden klar, dass der Contest 2010 einen klaren Sieger hatte - die Verfolger kamen im Feld ins Ziel.

;-) Detlef

[Chaomaniac]

...einzig Pico hatte was zu meckern. "... meine Erwartungen wurden nicht erfüllt!"
...

Auch wenn ich's nicht gern mach, hier muss ein Smiley rein..

Warum hab ich mit sowas gerechnet?

[eltipo]

Auch wenn ich's nicht gern mach, hier muss ein Smiley rein..

Warum hab ich mit sowas gerechnet?

Ich habs gehofft, aber nicht damit gerechnet...das gebe ich offen zu.
Deine Smileyparade entspricht meinem Gefühl*gg*
Ich freu mich riesig für die Beiden....ich hoffe, das führt mal endlich zu was.....

[dieterschneider]

Und ich dachte schon, ich wär der einzige der den Computer in Bodennähe betreibt. Verringert zumindest die auswirkingen eventueller Schwerkraftschäden.

Hunde, Katzen Computer gehören nicht auf den Tisch ....

[DemonCleaner]

grats zum erdrutschsieg!

wann gibts die doku? *neugier*

[Samyk]

Erstmal Glückwunsch zum Sieg.
Da ich auch gerade überlege ob meine neuen Lautsprecher nicht doch per Rechner anzusteuern wäre eine super detaillierte und verständliche Doku ein Traum.

Grüße,
Martin

[detegg]

... die von den Zoé - Erbauern am Samstag gelieferte Doku war die umfangreichste von allen - in der Kürze der Zeit konnten wir aber nur überfliegen.
Ich würde mir als Liebhaber von aktiven Konzepten natürlich eine Doku wünschen, zumal EINE Voraussetzung zur Teilnahme am Contest die Veröffentlichung ist.

;-) Detlef

[ferryman]

Hallo zusammen,

per UMTS während der Rückfahrt: Danke an alle Beteiligten für ein gelungenes Wochenende, und herzlichen Dank für die Glückwünsche!

Hier schnell die Doku per Copy&Paste. Bilder werden demnächst eingepflegt und die Doku ggf. weiter ergänzt. Fragen beantworten wir im Rahmen unserer Möglichkeiten. Hören muss noch jeder selbst. In diesem Sinne: Bis bald in Stuttgart! Wollen sehen, wieviel Luft noch nach oben ist.

Viele Grüße,
Julian




Zoé – oder: wie weit kann man einen Kompromiss treiben?


Zoé (Altgriechisch ζωή; lat.: vita) bedeutet Leben auf griechisch, genauer gesagt „die einfache Tatsache des Lebens, welche allen Lebewesen gemein ist" (also Pflanzen, Tieren, Menschen und Göttern). Das Lebendigsein wird durch eine Seele begründet. (…)

(Wikipedia)


Steckbrief

Entwickler: Ferryman (Julian) und Shefffield (Axel)

Name des Lautsprechers: Zoé

Entwicklungsziel:
Kompakter und gefälliger Lautsprecher, der in konventionelle Wohnumgebungen integriert werden kann und aus diesen Beschränkungen heraus maximale Wiedergabetreue liefert. Ausgesprochenes Entwicklungsziel ist die perfekte „Loslösung der Musik von den Lautsprechern“. Ebenso ist Anpassbarkeit an die vorgefundene Raumakustik gefordert.

Konzept: 3 Wege

Abmessungen: 96 cm x 24 cm x 52 / 42 cm

Frequenzbereich: frei wählbar, aktuell 15 Hz – 21 kHz (-3 dB)

Filter: aktiv digital

Schallführung im Bass: geschlossen

Tieftonvolumen: ca. 40 l netto
Mitteltonvolumen: ca. 10 l netto

Verbaute Lautsprecherchassis:

Hochtöner Ciare 1.38 TW2 1 62 €
Tiefmitteltöner B&C 8NW51 1 129 €
Tieftöner Beyma 15G450/N 1 320 €

Weitere Kosten: keine

Gehäuse: Holz ca. 50 €, d-c-fix-Folie ca. 50 €

Weichenbauteile: keine

Zubehör / Sonstiges: ca. 40 € (Kabel, SpeakOn-Buchsen)



Frequenzgang am Hörplatz nach Raumkorrektur


Zoés Peripherie, wie auf dem Contest und Forentreffen vorgestellt:

Faltungs-PC: Athlon 900 im Silent-Aufbau unter Ubuntu 10.04 LTS (32 bit Server),
eingerichtet für headless-Betrieb
Soundkarte: RME Hammerfall 9636
AD/DA-Wandler: RME ADI-8 PRO
Endstufen: STK VS-15, RCS LX 2.2, Monacor STA-500




Vorwort: Alles anders? - Willkommen in der digitalen Welt!

Gerade unter erfahrenen Lautsprecherentwicklern scheint die Befürchtung um sich zu greifen, mit den nun verfügbaren digitalen Werkzeugen könne jeder ahnungslose Bastler einen hervorragenden Lautsprecher auf die Beine stellen, da ein sauberes Konzept nicht mehr notwendig sei – die Digitaltechnik regle das schon.
Diese Sichtweise ist nach Meinung der Autoren genauso falsch, wie die vergleichbare Sichtweise in der Fotografie nach dem Umschwung von Film und chemischem Labor auf Sensor und Bildbearbeitungssoftware falsch war und ist. Welche detaillierte Planung auch und gerade unter Einbeziehung dieser Werkzeuge angebracht ist, und wie viele Kompromisse immer noch bewusst und feinfühlig eingegangen werden wollen, soll diese ausführliche Dokumentation eines um digitale Filterung herum entwickelten Lautsprechers darlegen.


Die Entstehung: Das ungewollte Konzept

Die Akustik, und hier insbesondere der Lautsprecherbau, ist ein Kompromissgeschäft. Am Ziel der perfekten Konstruktion haben sich Generationen von Entwicklern abgearbeitet, ohne es je zu erreichen. Wenigstens beschert uns diese Imperfektion der Schallwandler die enorme Vielfalt unterschiedlicher und teils sehr exotischer Konzepte, die wir heute kennen.

So gut wie alle dieser Konzepte stehen unter dem Anspruch, Kompromisse auf ein absolut notwendiges Minimum zu reduzieren und die eingegangenen Kompromisse mit ihren jeweiligen Auswirkungen genau eingrenzen und nach persönlichen Präferenzen bestimmen zu können.

Mit dem langsam unübersehbaren Einbrechen des digitalen Zeitalters in die Lautsprecherentwicklung verfügen nun endlich auch Hobby-Entwickler über Werkzeuge, die geeignet sein sollten, die Auswirkungen der unvermeidlichen Kompromisse zu verringern und diese, wo nötig, zielgerichterer einzugehen.

Seit vielen Monaten reift ein ambitioniertes Konzept in Hirnschmalz und Spanplatte in Zusammenarbeit der Autoren. Mit dem Ziel größtmöglicher Lockerheit und Selbstverständlichkeit der Wiedergabe wurden Schallwandler mit viel Fläche und stärksten Antrieben zu einem System kombiniert, welches zwischen den Hörgrenzen direktstrahlend einen dreistelligen Kennschalldruck und beliebigen Maximalpegel zu liefern vermag. In allen anderen Bereichen – Größe, Kosten, Aufstellbarkeit - werden gravierende Nachteile in Kauf genommen. Die Kompromisse sind sehr einseitig gesetzt...

Um diesen Lautsprecher wird es hier nicht gehen. Aber er war Geburtshelfer für Zoé, da Ferryman recht schnell die Frage aufgeworfen hat, ob es nicht möglich wäre, einige Tugenden des Monsterlautsprechers in ein konventionelleres, mehr in einem gewöhnlichen Wohnraum vorstellbares Tonmöbel hinüberzuretten. Wir begannen also, die Kompromisse kräftig zu verschieben.

Tragende Säule sind hierbei die neuen digitalen Möglichkeiten, die dem Entwickler Freiheitsgrade bescheren, die so manche als unüberwindbar wahrgenommene Schranke schlicht vergessen lassen. Schon der Extremlautsprecher wird um Acourate und BruteFIR herum entwickelt, also war es nur naheliegend, auch bei der kleinen Kompromissschwester auf das mächtige Paar zurückzugreifen.

Shefffield bestand weiterhin auf dem Einsatz der maximal vertretbaren Membranfläche, auch in sehr wenig umbautem Luftvolumen. Große Fläche im Bass verlangt entweder nach breiten Boxen, mehreren Tieftonlautsprechern auf der Front, oder dem bei Technikern so unbeliebten Seitenbass. Bei letzterem sind wir gelandet.

Eine breite Box widerspricht dem Zeitgeist, trotz unbestreitbarer akustischer Vorteile ist sie alles andere als einfach in die Wohnumgebung zu integrieren. Mehrere Basstreiber auf der Front wurden ebenfalls verworfen; einerseits, weil mehrere Chassis der geforderten Qualität die Kosten schnell ausufern ließen, vor allem aber, weil uns dieser Weg schlicht unsympathisch ist. Die Umsetzung eines Seitenbasskonzepts hat uns nicht zuletzt deswegen gereizt, weil wir sicher sind, mit der digitalen Filterung über ein Werkzeug zu verfügen, das praktisch alle Nachteile dieser Bauweise ausräumen kann.

Um den Zwang zur schmalen Schallwand herum wurde nun eine geeignete Bestückung für den Mittel- und Hochton gesucht – gerade im Grundtonbereich erzeugt der seitlich angeordnete Tieftöner enorme Anforderungen an den Mitteltöner, dem in einem Dreiwegekonzept der wichtigste Aufgabenbereich obliegt: Nicht nur fehlt die Unterstützung einer breiten Schallwand, auch die Trennfrequenz zum Tieftöner muss ausgesprochen tief liegen. Wer sich hier keinen Einbruch der Dynamik einfangen will, muss sorgfältig planen.



So entstand aus einer scheinbar harmlosen Fragestellung die Kompromisskiste, die eigentlich keiner wirklich haben wollte: Zoé

Ein erster Bestückungsvorschlag ergab sich fast spontan, doch anschließend wurden über etliche Wochen Alternativen ausgearbeitet und Schwächen abgewogen. Datenblätter vieler wesentlich teurerer Chassis wurden gewälzt und sogar eine Erweiterung auf vier Wege erwogen – um schlussendlich doch fast genau die anfangs gefundene Kombination zu realisieren.



Die Anforderungen

...sind schnell umrissen: Zuoberst stehen kompakte Abmessungen in einem gefälligen Design, das möglichst noch etwas vom „kistigen“ Einerlei abweicht. Aus dieser Vorgabe wollen wir dem Ziel originalgetreuer Wiedergabe jeglichen Audiomaterials so nahe wie möglich kommen. Nach unserer Ansicht erfordert dies vor allem die Abwesenheit jeglicher Resonanzerscheinungen, exakte Tonalität im Hörraum und exzellente dynamische Fähigkeiten. Subjektiv verlangt die letztgenannte Forderung einen hohen Spannungwirkungsgrad, also viel Fläche im jeweiligen Übertragungsbereich. Im Bassbereich bedingt das große Lautsprecher. Kompromiss Nummer 1. :-)



Die Bestückung

...folgt strikt den Anforderungen: hoher Wirkungsgrad und überdurchschnittliche Großsignalfestigkeit fordern viel Membranfläche und große Schwingspulen. Letztere sind in der Lage, trotz der unvermeidlichen Entzerrung auch lange Forte-Passagen ohne den Klang beeinträchtigende Erhitzung umzusetzen.


Der Hochtöner: Ciare 1.38 TW2

...veranschaulicht vielleicht am besten die Konsequenz, mit der die Forderung nach viel Membranfläche umgesetzt wurde: Seine Gewebekalotte bringt glatt die doppelte Fläche eines gewöhnlichen 25 mm-Hochtöners mit. Auch wenn der Ciare sogar ohne Entzerrung an den 20 kHz kratzt, bringt sein großer Membrandurchmesser doch den nicht unerheblichen Nachteil einer starken Richtwirkung im Superhochtonbereich. Lautsprecher ohne Kompromisse gibt es nun mal nicht.
Wie erwartet glänzt der 1.38 TW2 bis hart an seine leider etwas hoch liegende Resonanzfrequenz (1100 Hz) mit extrem niedrigem Klirr. Mit 62 € ist er nicht nur Zoés mit Abstand günstigster Treiber, er ist auch absolut gesehen sicher jeden Cent wert.

Potenzial zur Verbesserung des Chassis sehen wir in einer Beruhigung der rückwärtigen Kunststoffkappe und Maßnahmen zur Absenkung der Resonanzfrequenz, sofern die Polkernbohrung des Magneten dies zulässt.


Der Mitteltöner: B&C 8NW51

...ist ein reinrassiges PA-Chassis, dessen Auslegung und Parameter bemerkenswert stark von vergleichbaren Hifi-Treibern abweichen. Eine stabile Papiermembran mit recht langer Kupferschwingspule wird von einem gewaltigen Neodymantrieb auf Trab gebracht. Die daraus resultierende sehr niedrige Güte und die stramme Einspannung geben diesem Chassis Werte, die man gewöhnlich nur bei einem Treiber für ein Frontloaded Horn für den Mitteltonbereich gut heißt. Passiv nicht beherrschbar, ist es doch genau diese Kombination aus für unser Konzept genau richtig liegender Resonanzfrequenz (75 Hz), extrem starkem Antrieb und großem linearem Hub, die die große und anspruchsvolle Lücke zwischen dem Hochtöner und dem Seitenbass in Zoé am besten füllt. Dank Kurzschlussring im Antrieb spielt der 8NW51 bis in den Hochtonbereich verzerrungsarm – trotzdem ist eine möglichst niedrige Übernahmefrequenz zum Hochtöner Pflicht, weil die Membran eines 8“-Chassis unvermeidlich ab etwa 800 Hz bündelt, während der Hochtöner bei der Trennfrequenz trotz seines angedeuteten Wave Guides noch deutlich breiter abstrahlt. Schon wieder ein Kompromiss! Ein kleinerer Mitteltöner passt mit seiner limitierten Dynamik nicht mehr ins Konzept.
PA-typisch ist die mechanische und elektrische Belastbarkeit des 8NW51 weit oberhalb dessen, was in einem Wohnzimmer gefordert wird, so dass auch für rabiate Entzerrungen (für einen noch tieferen Übergang zum Seitenbass) üppige Reserven bleiben. Die sehr hochwertige Verarbeitung und der achteckige, massive Korb machen den 8NW51 zu einem Schmuckstück, das jeden der geforderten 129 € wert ist.


Vorläufige Abschätzung per Simulationssoftware:


Das verfügbare Volumen ist für diese Mittenrakete äußerst großzügig bemessen und dient eigentlich nur der bestmöglichen Absoprtion des Schalls im Gehäuse.


Auch eine heftige Entzerrung um + 9 dB bei 125 Hz bringt den 8NW51 nicht aus der Ruhe. Der Schrieb zeigt die Membranauslenkung bei 100 W, entsprechend 114 dB bei der Trennfrequenz von 125 Hz. Die stramme Einspannung unterbindet größere Auslenkungen unterhalb des Einsatzbereichs.



Der Tieftöner: Beyma 15G450/N

...dürfte das schwerste Geschütz sein, das jemals in einem brutto nicht einmal 100 l verdrängendem Vollbereichs-Wohnzimmerlautsprecher Platz genommen hat. Der Verlockung, angesichts kaum 45 l Tieftonvolumen einen Neodymbass zu wählen, haben wir mit Blick auf die ungewöhnlich große Schwingspule des 15G450 widerstanden. Mit 4,5“ ist ihre thermische Kapazität noch etwas größer, und auch der gewaltige Ferritmagnet des 12 kg schweren Chassis kann ungleich mehr Wärme aufnehmen als ein kleiner Neodymmotor, was in einem dermaßen kleinen, luftdicht abgeschlossenen Volumen schnell sehr wichtig wird.
Parameterseitig folgt der Tieftöner einer ähnlichen Philosophie wie der Mitteltöner und vereinigt einen starken Antrieb mit relativ hoher Resonanzfrequenz. Gerade diese passt wiederum in Zoés Konzept, denn trotz eines rechnerisch eher geringen Schwingspulenüberhangs von gerade 6 mm werden im subsonischen Bereich auch wesentlich größere Auslenkungen bewusst in Kauf genommen. Hier unten, wo tonal nichts mehr passiert und es nur darauf ankommt, ob der Lautsprecher die Drucksensation noch erzeugen kann oder nicht, orientieren wir uns nicht an der theoretischen linearen Auslenkung, sondern nehmen bewusst in Kauf, dass diese in Ausnahmesituationen deutlich überschritten wird – im Wissen, dass dieses PA-Chassis mit dieser Betriebsart ganz anders umgehen kann als weich aufgehängte Hifi-Tieftöner. Der Kompromiss am unteren Ende des Musikspektrums besteht bei Zoé darin, dass der große Bass in seiner winzigen Behausung nach einem äußerst leistungsfähigen Verstärker verlangt, um niedrige untere Grenzfrequenzen ohne nennenswerte dynamische Einbußen zu erreichen. Da Zoé darauf ausgelegt ist, im Hörraum auf die gegebenen Umstände eingestellt zu werden, lässt sich ein maximal zu erwartender Tieftonpegel nicht pauschal abschätzen– zu groß ist der Einfluss des Raums und der gewählten unteren Grenzfrequenz.

Manche mögen die Frage aufwerfen, warum wir nicht einfach einen kleineren Bass gewählt haben, um das Verhältnis zwischen Membranfläche und Nettovolumen etwas zu entschärfen: Erstens zählt im Bass nur reines Verschiebevolumen, zweitens sind die Kosten für einen PA-12“ vergleichbarer Qualität kaum niedriger – bei den Profis hat man gewöhnlich pro Chassisfamilie einen Antrieb an verschiedenen Korbgrößen, wobei der Antrieb den Preis maßgeblich bestimmt. Der 15G450 ist der kleinste seiner Familie, der exakt gleiche Motor sitzt auch hinter 18“ und 21“ großen Membranen. Sein Preis von 320 € wird dem erheblichen Materialeinsatz mehr als gerecht.

[ferryman]

Als mögliche Verbesserung des Chassis denken wir über eine Versteifung der Membran mittels Harztränkung oder Aufbringen von Glasfasergewebe nach.

Vorläufige Abschätzung per Simulationssoftware:


Freiwillig geht der 15G450 in geschlossenen 40 l nicht in den Keller.
Das Gehäuse: 100 l brutto für 45 + 10 l netto

Man sollte nicht glauben, welchen enormen Aufwand diese vergleichsweise einfache Komponente bei unserem digitalen und sicher zukunftsweisenden Konzept verursacht hat. Die vorgestellten Gehäuse sind Prototypen in roher Spanplatte, die provisorisch mit dc-fix-Folie beklebt wurde.

Der Aufwand wird nicht nur durch die komplexe Form der Oberseite erzeugt, die dem achteckigen Korb des Mitteltöners folgt. Auch die Mitteltonkammer mit ihren überall nichtparallelen Wänden stellt eine Herausforderung für den Schreiner dar. Zusätzlich erfordert die drangvolle Enge im winzigen Tieftonvolumen sorgfältige Planung und exakte Ausführung. Tatsächlich wird die Gehäusebreite nicht durch den Mitteltöner bestimmt, sondern durch die Einbautiefe des Tieftöners!
Am einfachsten zu montieren ist der Hochtöner, der allerdings einen Teil seines Flansches verliert, um noch näher an den Mitteltöner zu rücken. Oberhalb der Bohrungen für die Schrauben gekappt passt der Ciare exakt an den unteren Schenkel des achteckigen Korbs des B&C. Die Anordnung des Hochtöners auf gerade einmal 70 cm Höhe ist ein Kompromiss, den wir der Forderung nach kompakten Abmessungen schulden.


Für eine ausgefeiltere Version von Zoé sind erheblich überarbeitete Gehäuse geplant. Maßgebliche Änderungen umfassen:

etwas geringere Gehäusetiefe
Sandwich-Aufbau aus verschiedenen Materialien
bis zur Rückwand reichende, flachere Mitteltonkammer, gegebenenfalls mit KU in der Rückwand; Hochtöner außerhalb der MT-Kammer
eigene Kammer für den Hochtöner
geringfügg höhere Position des Tieftöners
noch kleinteiligere Aussteifung des Tieftonvolumens
Gehäusedeckel aus Material hoher Dichte (Stahl oder Stein) gegen das vom Seitenbass erzeugte Rollmoment
massereicher Sockel


Passend zu den Prototypengehäusen ist auch die Oberfläche nur als Designstudie umgesetzt, um abschätzen zu können, ob die in die Farbgebung gesetzten Erwartungen aufgehen. Insbesondere das Kaschieren des optisch doch sehr dominanten Tieftöners mittels Carbon-Imitat lässt sich schwer anhand von 3D-Zeichnungen vorhersagen.

Die verwendete d-c-fix-Folie erlaubt eine sehr schnelle Oberflächenbeschichtung, die Ansprüchen an eine wertige Verarbeitung aber nicht gerecht werden kann. Eine hochwertige Lackierung oder Furnier lohnen für Prototypen selbstverständlich nicht.



Die „Beschaltung“: das digitale Konzept zeigt seine Muskeln

Für ein aktives, digital angesteuertes Konzept wie Zoé gibt es nicht „die eine“ Beschaltung. Die Möglichkeiten sind dermaßen umfangreich, dass wir noch nicht einmal ansatzweise überschauen können, was alles machbar ist.

Für den Wettbewerb wurden folgende Filter verwendet:

Linearphasiges, subtraktives Neville-Thiele-Filter 4. Ordnung (200 dB/Oktave Flankensteilheit)

Tiefpass 125 Hz, Bandpass 125 Hz / 1250 Hz, Hochpass 1250 Hz

Delays: Hoch- und Mitteltöner wurden um 38 Samples (64k/44100 Hz) verzögert, um den Versatz des Tieftöners auszugleichen


Im Zusammenwirken der linearphasigen Filter und der von Acourate standardmäßig voreingestellten Subtraktivfilterung ergibt sich in Summe (elektrisch, also vor den Chassis) eine perfekte Sprungantwort ohne Phasendrehungen oder Pre-Ringing. Exakt abgestimmte Zeitpuffer in den Zweigen gleichen den mechanischen und akustischen Versatz der drei Chassis aus und ermöglichen es dadurch dem gesamten Mehrwegelautsprecher, am Hörplatz eine Sprungantwort zu liefern, auf die Breitbänder neidisch sein dürfen.

Unseren Ablauf zur Filterung von Zoé mittels Acourate und BruteFIR werden wir kurz exemplarisch darlegen. Acourate hat keinen vorgegeben Pfad, stattdessen führen viele Wege ans Ziel. Hauptaufgabe des Entwicklers ist es, dieses Ziel sauber zu definieren – diese Vorgehensweise ist dem klassischen Entwickeln mit Passivweichen geradezu entgegengesetzt.

1. Festlegung der Trennfrequenzen (hier sind Sachverstand und Bauchgefühl gefragt)
2. Berechnung der Filterzweige und Übertragung auf den Faltungsrechner
3. akustische Vermessung der einzelnen Chassis nach Filterung
4. Entzerrung der einzelnen Chassis auf eine vom Entwickler vorgegebene Zielfunktion (schon wieder Sachverstand und Bauchgefühl)
5. akustische Messung des zeitlichen Versatzes der Impulsantworten der einzelnen Chassis
6. Korrektur des Zeitversatzes mittels individueller Delays
7. akustische Messung des vorentzerrten Lautsprechers am Hörplatz
8. Entzerrung des gesamten Lautsprechers am Hörplatz auf eine vom Entwickler vorgegebene Zielfunktion (und auch hier...)



Zur Veranschaulichung einige Screenshots:

Frequenzgang elektrisch:


Die blaue Horizontale ist das Ergebnis nach Addition aller Filterzweige. Die perfekte Linearität mit Kreuzungen genau 6 dB unterhalb der Summengerade ist ebenso zu sehen wie die bemerkenswerte Steilheit der Filterflanken dieser Neville-Thiele-Filter 4. Ordnung.


Phasengang elektrisch:


Die Resultierende – in blau – ist eine perfekte Gerade exakt auf 0°.






Sprungantwort elektrisch:



Subtraktive linearphasige Filter ermöglichen perfekte Sprünge.


Im Zoom wird sichtbar, wie die subtraktive Filterung funktioniert: die „schnelleren“ Filter gleichen durch gegenphasiges Auslenken das Einschwingen des „langsamen“ Tiefpasses aus.









Exkurs: Digitale Filterung

Um Verwirrung vorzubeugen, möchten wir einen kurzen Überblick über die gebräuchlichen Filtertechnologien geben, die Amateurentwicklern zur Verfügung stehen.

Wir unterscheiden zwischen:

1. passiven Filtern
2. analogen aktiven Filtern
3. digitalen (aktiven) Filtern

Passive Filter erkennt man an ihrem Einbauort: Sie sitzen zwischen Verstärker und Lautsprecher. Ihr wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, solche Filter besonders günstig herzustellen. Auch verstärkerseitig kann gespart werden, da nur zwei Kanäle für Stereobetrieb nötig sind.
Die Möglichkeiten passiver Frequenzweichen sind extrem beschränkt, nur minimalphasige Filter geringer Flankensteilheit sind sinnvoll umsetzbar. Eine Weichenentwicklung ist zudem trotz hoch entwickelter Simulationssoftware nach wie vor nur in äußerst aufwändigen Trial-and-Error-Verfahren möglich.

O-Ton Shefffield: „Ich sehe keinerlei Sinn darin, eine technisch minderwertige und begrenzte Technik mit absurdem Aufwand zu klanglichem Höhenflug treiben zu wollen. Passivweichen sind für Billigkisten, wenn ich das Optimum anstrebe, bediene ich mich der besten verfügbaren Technik – und die ist aktiv und digital.“


Analoge aktive Filter sitzen zwischen Vorverstärker oder Quellgerät und den Endstufen. Zu ihren Vorteilen gehören eine ohne Mehraufwand erzielbare höhere Flankensteilheit (in der Regel bis 48 dB/Oktave) und die direkte Kopplung der Chassis an die Endstufen. Gravierendster Nachteil für den Praktiker und den Sparfuchs ist der erhöhte Bedarf an Endstufenkanälen. Aus unserer Sicht wiegt schwer, dass nach wie vor nur minimalphasige Filter geringer Steilheit eingestellt werden können. Minimalphasige Subtraktivfilter sind zwar machbar, aber sehr aufwändig.

DSP-basierte Geräte wie die bekannte Behringer DCX 2496 und Alto MaxiDrive erweitern die Möglichkeiten zwar um Delays in den Einzelzweigen, stellen aber nach wie vor nur eine Umsetzung analoger Filtertechnik auf einer digital arbeitenden Basis dar. In ihrer Wirkung unterscheiden sie sich – abgesehen von den Delays - nicht von diskret aufgebauten Analogweichen.

Noch einmal Shefffield: „DSP-Kisten sind bequem – aber Bequemlichkeit ist nicht mein Ziel. Ich strebe nach höchster Wiedergabetreue, und alles andere als die Verwendung der schon im theoretischen/mathematischen/elektrischen/physikalischen Bereich besten Grundlage hierfür erscheint mir widersinnig.“


Digitale Filterung, die die Möglichkeiten der Technik ausschöpft, ist unseres Wissens nur mittels Software möglich, die auf die gewaltige Rechenleistung eines modernen PC zurückgreifen kann. Linearphasige Filter beliebiger Steilheit und Subtraktivfilterung heben alle Beschränkungen der analogen Filterwelt auf. Extrem feinfühlige Delays können erst auf dieser Basis ihr volles Potenzial zeigen. Die Implementierung dieser modernen Filter ist vergleichsweise einfach, da zum Aufbau nur Standardhardware nötig ist. Die Filtererstellung selbst wird durch die ausgefeilte Benutzeroberfläche von Acourate, das eigentlich ein vollständiges Messsystem darstellt, sehr anschaulich und einfach nachvollziehbar präsentiert. Die Herausforderung eines solchen Systems besteht größtenteils in seiner unüberschaubaren Fülle von Möglichkeiten, die seine Mächtigkeit mit sich bringt.
Nachteilig ist in erster Linie eine durch die Subtraktivfilterung und Raumanpassung verursachte Verzögerung des Eingangssignals – in unserer Umsetzung mit sehr langen Filtern und Raumentzerrung bis in den subsonischen Bereich immerhin 0,7 Sekunden. Ein PC im Hörraum sollte jedoch nur noch konservative Naturen irritieren.

Shefffield: „Die größte Schwierigkeit in der Beschäftigung mit digitalen Filtern besteht für mich darin, die eingeschliffenen Denkmuster über Bord zu werfen. Es hat einige Zeit gedauert, bis ich voll begriffen habe, welche gigantisch große Welt durch den Wegfall der alten Schranken erschlossen wird – falls ich überhaupt schon wirklich so weit bin...“