Box für 15 Zoll Lautsprecher

[the flix]

Das ist ein durchaus spannendes Projekt abseits der üblichen Konstrukte. Der 15"er ist eigentlich ein Subwoofer-Chassis, das in einer Bassreflexbox am wohlsten fühlt.
Welche Version des L15P200 hast du denn? So wie ich auf die Schnelle herausfinden konnte, gab es da über die Jahrzehnte einige, siehe z.B. hier:
http://www.tecnotre.it/L15P200A/index.htm
Der 6"er bekommt ein eigenes Volumen?
Ich bin gespannt, ob du ohne Tiefpassfilter für den 6"er auskommst. Er spielt nicht nur auf Achse deutlich höher, als die üblichen Gitarrenchassis, sondern strahlt durch seinen geringeren Durchmesser auch noch breiter ab. Das heißt, der Diffusschall (also das, was man in der Regel hört), wird deutlich mehr hochfrequente Anteile enthalten, als üblich.
Hast du einen sinnvoll nutzbaren EQ in deiner Kette (also kein passives Tonestack), mit dem du gezielt Anpassungen machen kannst? Im Grunde könnte die Box sogar mit Speakersimulationen funktionieren, wenn man vorher den Buckel bei 5 kHz des Celestion ausbügelt.

Deswegen will ich die Wiedergabe zwischen 40 Hz und 10 kHz messen können. Ich will den Punkt für den Filterpunkt ermitteln, und diverse Filter-Setups testen.

Wenn du drinnen misst und das nicht gerade eine Halle ist, kannst du die 40 Hz schon mal vergessen. Die Reflexionen im Raum machen dir Messung in dem Bereich unmöglich. Messprogramme können Reflexionen ausblenden (Gate), aber damit verringert sich logischerweise die Frequenzauflösung, weil die Impulsantwort kürzer wird. Hier gibt es dafür einen einfachen Rechner:
https://www.jobst-audio.de/tools-akustik/messabstand
Draußen mit entsprechendem Abstand und Ground-Plane-Messung geht das natürlich schon.

 

[Bagnolet59]

Hallo Flix,
ich habe die Urversion vom L15P200 - also die ohne weiteren Zusatz.
Der Reiz ist für mich, den wieder zu verwenden, nachdem ich meine alte Hifi-Boxen geschlachtet habe. Dort war der in einem 100 Liter Bassreflex-Gehäuse verbaut.
Der L15P200 hat einen - für Basslautsprecher - sehr linearen Verlauf bis fast 4 kHz. Der Celestion wird also nur für den ganz oberen Bereich gebraucht. Den 5 kHz Buckel könnte ich evtl. mit einem 6 bB Bessel-Hochpassfilter einfangen, aber da werde ich ein bisschen experimentieren müssen. Meine Idee wäre eine relativ grosse Überlappung zwischen beiden Lautsprechern zu versuchen, um a) die Mitten etwas zu betonen, und b) kann ich mir dann einen Hochpass für den 15er sparen. Aber wie geschrieben: ich werde mit der Weichen etwas experimentieren. Messen werde ich am besten in der Werkstatt (ca 100 m2), wenn ich an einem Sonntag alleine dort bin.
Ich hoffe ohne viel EQ auszukommen, aber wenn nötig, hätte ich ein EQ-Pedal zur Verfügung.

 

[the flix]

Der L15P200 hat einen - für Basslautsprecher - sehr linearen Verlauf bis fast 4 kHz.

Der Frequenzgang auf Achse ist ein Anhaltskriterium für den nutzbaren Frequenzbereich, aber keinesfalls alleine ausreichend für eine Beurteilung. Ich empfehle dieses Video für weitere Details:

Den 5 kHz Buckel könnte ich evtl. mit einem 6 bB Bessel-Hochpassfilter einfangen, aber da werde ich ein bisschen experimentieren müssen. Meine Idee wäre eine relativ grosse Überlappung zwischen beiden Lautsprechern zu versuchen, um a) die Mitten etwas zu betonen, und b) kann ich mir dann einen Hochpass für den 15er sparen.

Ich glaube, du verwechselst hier Hoch- und Tiefpass, aber ich verstehe, was du meinst. Mach ruhig mal, wird ja eine Musikerbox, darf also "klingen".

 

[Bagnolet59]

Ja, beim 15er wäre da ein Tiefpass, da hast du natürlich recht.
Hab' heute nochmal darüber nachgedacht, und wahrscheinlich brauche ich den Tiefpass trotzdem, damit die Box in den höheren Lagen nicht zu wenig Impedanz aufweist.
Auf jeden Fall will ich den 15er so weit hoch nutzen wie's geht, und den 6,5er nur als Ergänzung nach oben dazu schalten.

 

[Bagnolet59]

Nach längerer Zeit melde ich mich zurück, um über den Fortschritt meines Projekts zu berichten.
Ich habe mir zuerst mal ein Arbeitsplatz für Holzarbeiten einrichten müssen, weil die Säge-, Schleif- und Frässpäne in der Metallwerkstatt einfach nicht gingen.
Ich habe mir aus zwei alten Paletten und einer MDF-Platte eine Werkbank gebaut, die auf meinem Parkplatz in der Tiefgarage steht. Dort habe ich meine Box gebaut (Fotos folgen später).
Erste Erkenntnis: Multiplex vom Baumarkt ist alles nur nicht gerade.... Die Schnittmasse sind sowieso nicht eingehalten worden.
Das nächste mal kaufe ich Holz beim Holzhändler - in der Hoffnung dass es gerader ist. Ausserdem werde ich in Zukunft meine Bretter selber schneiden, damit sie masshaltig sind.
Soviel zum Holz.

Ich habe das Gehäuse rundum verleimt und mit Dübel gegen verrutschen gesichert, bis der Bootsleim gezogen hatte. Innen habe ich rechteckige Stäbe zur Versteifung eingebaut, und um die Dichtigkeit des Gehäuses zu verbessern.
Die Frontplatte habe ich verdoppelt, um die Ausfräsungen für beide Chassis zu kompensieren. Dazu habe ich Abfallstücke genommen und ganzflächig mit der Frontplatte verleimt.

Angefangen habe ich mit eine zu einem Drittel offenen Rückseite, und ohne separates Gehäuse für den 6-Zöller. Ich denke beides hat sich bisher ganz gut bewährt.
Mit REW musste ich mich dann mal anfreuden, damit ich halbwegs vernünftige Messungen machen konnte.
Ich habe mit ein Sonarworks SoundID Reference Xref20 Messmikrofon gekauft, dass ich an mein Behringer UM2 direkt Interface angeschlossen habe, um es mit Phantomspeisung zu versorgen und via USB mit meinem Laptop zu verbinden. Dessen Kopfhörer-Ausgang habe ich mit dem Eingang meines Orange Crush Pro 120 angeschlossen, um die Box anzusteuern.
Zuerst habe ich Messungen der zwei Lautsprecher alleine gemacht:

Dann habe ich beide zusammengeschlossen: den L15P200 mit einem 6dB Filter ab 850Hz (1,5mH) nach oben abgeschnürt, während der TF0615 mit einem Bandpass nach unten mit 6dB bei 1,3kHz eingekoppelt wird (15µF), und nach oben mit 6dB bei 1,5kHz wieder abgeschnürt wird (0,82mH).

Ohne den Tiefpass war der Anstieg noch steiler und früher zu sehen. Hier ist er erst über 3kHz deutlich, was bei der Gitarre kaum mehr relevant ist. Hingegen ist der leichte Abfall vom L15P200 weg, und das ganze klingt etwas klarer, was ich auf die deutlicheren Obertöne zurückführe.

Wenn ich den Anstieg ganz eliminieren wollte, würde das eine Weiche höherer Ordnung erforderlich machen, die aber mit grösserem Phasenfehler behaftet wäre, was eher nachteilig wäre.

So sieht die Frequenzweiche aus:

Impedanz-Messungen konnte ich bisher keine durchführen, weil ich dazu erst eine Messvorrichtung bauen muss, die eine Vergleichsmessung zwischen Ausgang und (Mikrophon-) Eingang ermöglicht, die für die Impedanz-Messung notwendig ist.
Immerhin habe ich dabei auch noch einiges gelernt.

Aber ich kann jetzt schon sagen, dass die Box - für mich zumindest - gut klingt: viel voller als der 8-Zöller in meinem Orange Crush 35RT Combo.

Nach der ganzen Messerei werde ich als nächstes die Box mit Tolex beziehen und eine Frontbespannung erstellen. Die Tage mache ich schon mal Fotos als Ergänzung zu den Messungen.

 

[the flix]

Spannend, danke für die Dokumentation.
Der Frequenzgang des 6"ers wirft bei mir aber einige Fragen auf. Der Hochtonanstieg (20 dB) passt so gar nicht zu den Daten des Chassis. Ich vermute die Ursache in deinem Messaufbau. Warum gehst du vom Kopfhörerausgang des UM2 in den Eingang des Orange? Viel sinnvoller wäre es, vom Output des UM2 in den FX Return des Orange zu gehen, wenn du keinen anderen, linearen Verstärker zur Verfügung hast. Die Vorstufe des Orange verbiegt mit hoher Wahrscheinlichkeit den Frequenzgang, was die Messungen verfälscht.
Messe mal die Chassis einzeln mit Weiche und vergleiche die Kurven mit der Gesamtmessung. Dann siehst du, wie gut die Addition im Übergangsbereich funktioniert.
Wie sieht dein Messaufbau aus, also wie ist die Box und das Mikro platziert, wie weit sind reflektierende Flächen entfernt?
Die Weichenauslegung lässt sich auf Basis von Messungen auch ganz gut simulieren, z.B. mit
http://www.boxsim.de/
https://kimmosaunisto.net/
Dann spart man sich in der Weichenentwicklung einiges an Lötarbeit.

 

[Bagnolet59]

Danke für dein Feedback.
Der Frequenzgang vom 6-Zöller hat mich ehrlicherweise auch etwas stutzig gemacht.
Dass der Messaufbau nicht ideal ist, ist mir klar, aber damit muss ich vorerst auskommen.
Aktuell gehe ich vom Kopfhöherausgang des Laptops direkt in den Orange-Eingang; ich versuch's mal mit dem FX-Return. Danke für den Vorschlag. Ich versuch auch mal ob ich den REW-Output via dem UM2-Kopfhörerausgang in den Orange einspeisen kann. Ich werde berichten.

Die Lautsprecher habe ich bereits einzeln mit Frequenzweiche gemessen.
Beim L15P200 mit der 1.5mH Spule sieht das so aus:

Gegenüber der roten Kurve oben sieht man wie die Wiedergabe ab 1.5kHz abnimmt.
Beim TF0615 mit dem 15µF Kondensator sieht's wiederum so aus:

Wenn man die Kurve mit der blauen vom vorigen Post vergleicht, sieht diese erwartungsgemäss noch abgeschnürter im Bassbereich, aber gesamthaft scheint da was nicht zu stimmen.

Das Messmikrofon hat übrigens Kalibrierungsdaten vom Hersteller, die ich in REW eingelesen habe. Die Messungen ohne waren ganz für die Katz.

 

[the flix]

Warum bestehst du auf dem Kopfhörerausgang? Für die Anwendung sind die Outputs hinten gedacht. Oder fehlt es am Adapter Cinch-Klinke?
Ich meinte einen Plot in dem man alle 3 Kurven auf einmal sieht: Tieftöner gefiltert, Hochtöner gefiltert und Summe. Das lässt sich in REW ja mit ein paar Klicks machen und spart die gedankliche Transferleistung.
Das Problem der nicht-idealen Messbedingung kenne ich selbst nur zu gut.

 

[Bagnolet59]

Das ist ein Missverständnis: ich bestehe keineswegs auf den Kopfhöhrerausgang. Ich habe einfach nur damit angefangen, weil ich mir nicht klar war, dass ich die UM2-Kopfhöhrerausgang ebenfalls benutzen könnte.
Jetzt ist das System so geschaltet: USB-Port vom Laptop an den UM2; vom UM2 aus via Kopfhöhrerausgang zu FX-Return des Orange Amps (Direct Monitoring aus, sonst gibt's Rückkopplung), und mit dem Messmikrofon in den Eingang 1 vom UM2 rein (der mit der XLR-Buchse).
Den Cinch-Ausgang habe ausprobiert, aber ausser Brummen kommt dort nichts raus. Wahrscheinlich kann der - nicht wie der Kopfhöhrerausgang - nicht für's zumischen eines externen Signals verwendet werden, sondern nur zur Wiedergabe der beiden Eingänge.
Aber ich mache nochmal eine Messreihe mit der neuen Anordnung; mal sehen was dabei rauskommt. Wenn die Kurve vom 6-Zöller wieder so schräg ist, tüftle ich mal dran rum um zu sehen ob sich was bewegt, bzw. andere Einflussgrössen zu eliminieren.

 

[Bagnolet59]

So, jetzt habe ich nochmals Messungen gemacht.
Diesmal ist der Laptop mit USB am UM2 gekoppelt, der wiederum via Kopfhöhrerausgang am FX Return vom Verstärker, und via Input 1 mit dem Messmikrofon verbunden ist. Den Cinch-Ausgang für Kanal 2 konnte ich nicht benutzen, da dort nichts rauskam (ausser Rauschen).
Die Messungen habe ich in 1m Abstand gemacht, mit dem Messmikrofon in der Mitte zwischen den Zentren der Lautsprechermembranen.
Die SPL Level darf man nicht ernst nehmen: das ganze müsste punkto SPL erst kalibriert werden. Aber der Frequenzverlauf ist eher interessant (abgesehen vom Loch beim 15-Zöller bei 150Hz: der könnte von der Messanordnung kommen).
Die blaue Kurve zeigt den L15P200 ohne Filter; die grüne Kurve zeigt den TF0615 ohne Filter; die rote Kurve schliesslich zeigt beide Lautsprecher mit der Frequenzweiche aus post #25.

Die rote Kurve zeigt nach unten den Verlauf des 15-Zöllers, und nach oben den des 6-Zöllers: das ist schon mal was.

Jetzt häng ich mal wieder die Gitarre dran und hör mir das live an. Die Box klingt eigentlich recht gut: von ganz tief bis ganz hoch (gitarrenmässig) gleichmässig und ohne offensichtlich Löcher.
Ich werde die Tage mal ein paar Effekte dranhängen, um zu hören wie es dann klingt.
Es zischt jedenfalls nicht, wie wenn ein Piezo-Hochtöner dran wäre, und die Tiefen sind sehr trocken, wie es der L15P200 halt so macht.

 

[the flix]

Das sieht schon wesentlich logischer aus. Dass du aus dem Ausgang deines Interfaces kein Signal bekommst, ist für mich aus der Ferne nicht nachvollziehbar. Aber gut, das Setup scheint ja so zu funktionieren.

Die Glättung mit 1/3-Oktave ergibt zwar "schöne" Bilder, schränkt die Beurteilungsmöglichkeiten aber deutlich ein. Ich gehe in der Regel nicht unter 1/12, eher 1/24.

Hast du mal testweise die Serienspule vor dem 6"er entfernt? Es gibt nach der grüne Kurve ja keinen Hochtonanstieg mehr, der bedämpft werden müsste.
Wird die Box mit der Filterung wirklich so viel leiser oder hast du einfach mit unterschiedlichen Pegeln gemessen?

 

[Bagnolet59]

Ich habe die 0,82mH spule noch drin, habe aber auch schon daran gedacht, sie wieder wegzunehmen. Ich denke auch dass sie kaum Sinn macht (hatte ich anfangs auch gar nicht vorgesehen).
Die Pegel waren tatsächlich nicht die gleichen. Ich hatte jeweils vor der Messung den Pegel vom Eingang mit dem des Ausgangs angeglichen. Aber ich denke ich habe noch nicht alles verstanden, was REW an Möglichkeiten bietet, um die Messungen zu verbessern. Ich bin wohl erst noch ziemlich am Anfang der Lernkurve...
Nächster Schritt ist das Entfernen von der Spule vor dem 6-Zöller. Dann nochmals mit der angeschlossenen Gitarre anhören.

 

[Bagnolet59]

Ich bin noch ein paar Bilder und Erfahrungen schuldig: hier sind sie!

Final ist das Gehäuse hinten 1/3 offen, und die Frequenzweiche hat keinen Tiefpassfilter vor dem 6-zöller mehr.
Das mit dem Tolex ging viel einfacher als ich mir vorgestellt hatte (war aber auch das einzige was einfacher war).

Anstatt das Gehäuse zweimal mit Kleber zu bepinseln, habe ich es mit der Farbe für innen auch aussen bestrichen, um die Holzporen zu füllen: Farbe ist billiger als Tolex-Kleber.

Nach dem Bekleben des Gehäuses habe ich mich an die Front gemacht:

Diese besteht aus einer 3mm dicken Holzplatte, aus der ich die Lautsprecheröffnungen ausgeschnitten habe, und dann schwarz gestrichen, damit das Holz nicht durch die Bespannung sichtbar ist.
Die Frontplatte wird mit einigen doppelseitig klebenden Schaumstoffstreifen angeklekt. Die einzelnen Stücke sind so verteilt, dass es möglich kein klappern gibt.

So sieht das ganze dann fertig aus:

Und mit Amp drauf:

In der zwischenzeit habe ich den Amp und die Box in mein Haus nach Südfrankreich gebracht, damit ich dort auch was zum üben und spielen habe.

Was das Ergebnis anbelangt, habe ich positive und weniger positive Erfahrungen gemacht.
Erstmal die positiven:

• Die Box klingt klasse, richtig vollmundig. Im Vergleich zum 10-zöller in meinem Crush 35 ist die Bandbreite nach unten viel grösser, was aber auch kein Wunder ist. Die Semi-Hollow klingt wärmer und der Bridge Pickup klingt nicht mehr so hart in den Höhen wie am Crush 35.
• Speziell die akustische Gitarre mit dem Fischman Pickup klingt viel volumiger und freier. Der Unterschied zum Crush 35 ist frappant; man hört eine Dynamik, die der kleine 10-zöller - mit der akustischen - einfach nicht hat.

Und die negativen:

• Das Ding ist schwer wie Blei: der RCF L15P200 ist schon sehr schwer, aber zusammen mit dem Gehäuse ist das echt Muskeltraining, das Ding rumzuschleppen.
• Ich kaufe nie mehr Holzzuschnitt im Baumarkt: keine Masse stimmen, und die Platten sind alle irgendwie krumm. Konsequenz ist nachschneiden damit die jeweils gegenüberliegenden Teile gleich sind, und richtig viel schleifen bzw. spachteln, um am Ende einigermassen gerade Flächen zu haben. Wer das Holz sichtbar lassen will, sollte entweder Tischlerplatten verwenden, oder besser gleich zum richtigen Holzhändler gehen.
• Die Rundung der Kanten mit der Oberffräse hat zwar gut funktioniert, aber die Kantenbleche die ich bekommen habe, hatten einen grössen Radius als mein Fräser. Deshalb sind keine dran...

Es macht aber richtig Spass, mit der Box zu spielen - solange man sie nicht rumtragen muss.
Da ich noch ein 15-er habe (den gleichen), habe ich entweder einen auf Reserve, oder ich baue irgendwan mal eine zweite Box, dann aber vielleicht in einer anderen Kombi, und mit einer etwas anderen Gehäusekonstruktion.

 

[Stratspieler]

Klasse, das sieht richtig gut aus.

Und ich frage mich, warum ich das erst jetzt lese? Hier tauchte doch die Frage nach Datasheets auf. Hat sich das erledigt oder hilft u.U. das hier (Datasheets anklicken) oder hier? Kann dieser Speaker wirklich 1600 Watt Wärmeleistung ab oder liege ich jetzt vermutlich völlig daneben?

Wie schaut jetzt die Rückwand des Cabinets aus?

 

[Bagnolet59]

Hallo und danke für die Blumen.
Deine frage hat mir erst klar gemacht, dass ich die Rückseite gar nicht fotografiert hatte.
So sieht sie von hinten aus:

Die Frequenzweiche ist auf der Innenseite der oberen Abdeckung montiert, so dass sie nur kurze Verbindungen zur Klinkenbuchse braucht. Dafür sind die Kabel zu den Lautprecher lange genug um die Abdeckung abnehmen und hinter die Box ablegen zu können. Alle Kabelverbindungen sind 2,5mm2 Lautsprecherkabel (was man halt so im Keller rumliegen hat).

Die zwei Kondensatoren sind parallel geschaltet, um auf den gewünschten Wert zu kommen (15 µF).

 

[Bagnolet59]

Hier tauchte doch die Frage nach Datasheets auf. Hat sich das erledigt oder hilft u.U. das hier (Datasheets anklicken) oder hier? Kann dieser Speaker wirklich 1600 Watt Wärmeleistung ab oder liege ich jetzt vermutlich völlig daneben?

Danke ja, ich habe das Datenblatt in der Zwischenzeit runtergeladen.
Der L15P200 verträgt eine ganze Menge, aber es ist nicht einfach, seine Leistungsgrenzen auszuloten, ausser man zieht bald um und die Nachbarschaft ist einem egal...
Ich habe ihn ca 20 Jahre an einer Quad 606 Endstufe betrieben, und hatte immer das Gefühl, der läuft nur auf Halbgas (aber mit fantastischem trockenen Tiefbass). Später hatte ich ein Paar Devialet D-Premier in Mono-Mono-Konfiguration (300 W rms pro Kanal) dran, und hatte nie den Eindruck, dass der L15P200 ins Schwitzen kommt; da waren die anderen Chassis meiner Lautsprecher eher am jaulen.
Wobei es für mich auch keinen Sinn macht, Musik so laut zu hören dass man nichts mehr unterscheiden kann. Sicher ist, der verträgt eine ganze Menge, und könnte auch sehr gut als Chassis in einer PA dienen.

 

[the flix]

Kann dieser Speaker wirklich 1600 Watt Wärmeleistung ab oder liege ich jetzt vermutlich völlig daneben?

Das Datenblatt spricht von 1600 W Program Power und einer Power handling capacity von 800 W nach AES. Vermutlich ist dabei die AES2-1984 r2003 gemeint. Diese schreibt als Testsignal ein bandbegrenztes rosa Rauschen mit einerm Crestfaktor von 6 dB vor. Getestet wird im Freifeld und es wird die Leistung ermittelt, bei der sich nach 2 Stunden die Parameter des Chassis nicht wesentlich geändert haben. Die Leistung berechnet sich zu Urms^2/Zmin.
Hier liegt ein Stolperstein begraben, denn Zmin liegt in der Regel unter Znom (der Impedanzangabe des Chassis) und deutlich unterhalb der durchschnittlichen Impedanz im Nutzband. Um tatsächlich die Wärmeleistung zu ermitteln, müsste man sowohl Strom, als auch Spannung über die Testdauer aufzeichnen (ausreichend abgetastet), miteinander multiplizieren und daraus den Mittelwert bilden. Dieser Wert läge dann deutlich unter dem, der sich mit dem AES-Berechnungsverfahren ergibt.
Mit 1.6 kW Dauerleistung wird man das Chassis schnell grillen und auch 800 W wird es vermutlich nicht ewig überleben. Aber die Langzeit-Durchschnittsleistung ist für Signale, deren Crestfaktor in der Regel deutlich größer ist, als 6 dB (aka Musik), von weitaus geringerer Bedeutung, als oft angenommen. Man kann sich nur einmal überlegen, welche Spitzenleistungen (besser Spannungen und Ströme) bei einem Signal mit realistischen Crestfaktor (z.B. 12 dB) und einer Durchschnittsleistung von 800 W auftreten. Und dann kann man (vergeblich) versuchen, eine Endstufe zu finden, die das liefern kann.

Wer tiefer in die Materie einsteigen will, dem sei dieses Video empfohlen:

Wenn ich mich richtig erinnere, nennt der Kollege irgendwann den Faktor, den man grob zwischen Leistungsangabe und tatsächlicher Langzeit-Dauerbelastbarkeit ansetzen kann. Und der mag für manche überraschend groß sein.

 

[Bagnolet59]

Hallo, es gibt mehrere Modelle vom L15P200. Ich habe die Urversion mit 300W AES und 600W Program Power.
Spätere Versionen haben erweiterte Parameterm, aber die gelten nicht für meine Version.
Ich stimme dir aber zu, dass solche Messwerte nicht viel aussagen, denn sie haben nichts mit der Realität eines Lautsprecher-Einsatzes zu tun.

 

[Stratspieler]

Jungs, danke!