Out Of The Box, kein Rock, aber Klang

[Gast 2617]

Nach zwei gequälten Jahren mit einem "Übungsverstärker" musste eine neue Lautsprecheranlage her.

Der musikalische Hintergrund:

Lustige Hausmusik im Geiste von „Pierrot Lunaire“, Gesangsbegleitung oder solo, kein „Rock“. Musikraum ist Wohnraum, speziell ein Wintergarten (LxHxB) 15 (!) x 7 x 4m^3, ca 200m^2 Fensterfläche, Lüftungsschächte, Instrumente sind Eigenbauten, auch Bariton, Piezo etc.

Anforderungen:

Ja und nein: „FRFR“ (full range flat response) - dann könnte ich auch gleich (m)eine PA nehmen, oder?
Besser im Einzelnen:
- Pegel für Einzeltöne ab 40Hz 100..110dB
- nuancenreiches Klangbild, klare Tonalität ohne Matsch / Dröhn / Zischeln
- soll durch breite Abstrahlung den Raum füllen
- definierte Klangschwerpunkte (aka Formanten), dafür basstypisch niedrig liegende Resonanzen

Material:

wegen der Kosten soll nur Vorhandenes verbraucht werden, nämlich aus einem vergurkten HiFi-Projekt 2 Stck RCF MB8G200, ein oder zwei Hochton-Kalotten Monacor DT25N mit sehr hohem Wirkungsgrad, ggf zuzüglich Trichter (waveguide), Schrott alter Frequenzweichen, Kabel/Lacke/Gitter/Griffe etc, ein oder zwei Amp JBL MPA275 (max 800Watt gebrückt / Stck) sollen genügen

Voruntersuchung:

• der Tonumfang eines E-Bass liegt je nach „aktiver“ Schaltung zwischen 40Hz und 8kHz mit stark fallender Intensität ab ca 250Hz, aber mit 100% „Zerre“ erst ab 1kHz flacher fallend
• zwei 8“ reichen rechnerisch für Gehörschaden und/oder zerbrochenes Glas; „Klirr“ aus der sehr harten Einspannung der speziellen 8“ ist für das Instrument ohne Bedeutung, sonst eher sogar vorteilhaft als Anreicherung
• Intermodulation („Matsch“) ist wegen des 1a-Antriebs der Tieftöner eher sehr gering
• optimales Volumen ~45Liter, Reflex 45Hz, dann gibt's keine Nachteile aus der harten Einspannung
• die Kalotten sind einzeln am Trichter oder im Doppelpack weit ausreichend
• nicht wegen zu wenig Tiefen, aber wegen zu viel Mitten/Höhen braucht es einen Equalizer (das trifft gleichartig auch auf 12“ etc Treiber in handhabbaren Gehäusen zu)
• 400Watt sind bereits weit ausreichend

Idee:

• schlankes Gehäuse nimmt wenig Platz weg, bringt die Treiber näher zum Ohr, macht sehr tief liegende Hohlraumresonanzen (Formaten)
• Alternative Hochton-Tricher: zusätzliche Kosten, Integration mit 2 x 8“ schwierig, etwas enges Abstrahlen, sehr hohe Schalleistung
• Alternative Doppelkalotte: sind schon da, gleiche max. Schalleistung wie ein Trichter, bietet versuchsweise „diffuse“ Abstrahlung

=> zwei Kalotten frei abstrahlend in vertikaler Anordnung, ca 60cm auseinander liegend.

Realisierung:

Gehäuse 100x23x23cm^3, 12mm MDF intern versteift

Die Frequenzweiche sorgt für eine insgesamt ausgeglichene Klangbalance in alle Raumrichtungen. Sowohl in weiterer Entfernung als auch unmittelbar daneben stehend/sitzend. Der Kompromiss zielt auf diese räumliche Ausgeglichenheit ab, weniger auf einen glatten „auf Achse“-Amplitudengang. Evtl. Störungen, die abseits der HiFi-Norm +/-3dB liegen könnten sowieso mit dem Equalizer beseitigt werden.

Der Equalizer wird als VST-Plugin in VSTHost eingesetzt. Signalfluss ist Instrument => USB-interface (24/96) => tablet / VSTHost => USB-interface => Endstufe => Lautsprecher. Das VSTHost bietet die Möglichkeiten zusätzlich sehr umfangreicher Signalverarbeitung wie Tuner (!), Kompressor, Chorus / Reverb, Harmonic Enhancer / Saturation etc.

Ergebnis:

Die schlanke Kiste gefällt allen äußerlich sehr gut. Sie ist im Haushalt praktikabel.

• der erreichbare Pegel lässt bereits um das Fensterglas fürchten, ein Amp (s/o) genügt bei weitem (nb: Leuten im Nachbarhaus musste ich bereits abschwören und eine Flasche lecker Juracon auf den Tisch stellen … )
• das Klanggebilde ist immer HiFi-mäßig klar, kein Bumm/Matsch/Kratsch
• der Klang ist neben der Box stehend wie im Raum subjektiv gleich
• neben der Box sitzend ergibt sich ein akustisch klares Bild davon, wo man sich im Raum befindet – zu allen Seiten
• die Höhen geben eine willkommene Rückmeldung über die Fingerarbeit
• im Tiefbass macht die „progressiv harte“ Aufhängung der Membranen von sich hören, es klingt lauter, als es tatsächlich ist, durchdringend
• die tief liegenden Resonanzen machen den Eindruck eines (sehr) großen, voluminösen Instruments
• nichtsdestotrotz, oder nach Floyd Toole sowieso sind Stimmen wie Bundestag/Nachrichten/Stadion sehr gut durchhörbar, auch Geigengedudel nervt keineswegs
• tablet / VSTHost reichen völlig aus, um jede denkbare Abstimmung zu realisieren

Fehler:

• das Reflexrohr ist mit 10cm Durchmesser zu klein: nahe bei der Box sind vereinzelt Röchelgeräusche zu vernehmen, weiter weg nicht mehr
• die Reflexabstimmung musste durch ein zusätzliches Rohr korrigiert werden
• der inharmonisch / perkussive Klang mancher Saiten wird zu deutlich
• ungenügendes Abdämpfen und hektisches Greifen kommen immer durch
• der notwendige Standfuß musste, weil vergessen, reingeflickt werden
• eine Montageöffnung für Weiche/Kabel etc wurde vergessen …
• … weshalb auch ein nachträgliches Ändern des „voicing“ durch zusätzliche Resonanzröhren nicht möglich ist

Kosten:

Nach Katalogpreisen ist das hier knapp ein 1kiloEuro-Projekt gewesen, wobei Verstärker / Amp / tablet / USB nur "irgendwie" halb eingerechnet sind. Dazu kommen endlose Arbeitsstunden. Die Frequenzweiche würde jeden ohne reichlich Erfahrung und Selbstvertrauen massiv überfordern - unendliche Kosten also. Nähme ich den erreichbaren Erlös für das eingesetzte gebrauchte Material an, und berechne das Kapital der bereits vorhandenen Erfahrung nicht ein, dann waren es 200Euro.

Bewertung:

Es lohnt sich für Techniker unbedingt, die traditionell festgelegten Pfade zu verlassen. Für die passive Holzfraktion ist das aber nichts, oder eben ein Schuss ins Blaue von Seiten eines Außen-Saiters. Insgesamt kann ich ein auch nur teilweises Aufgreifen der Ideen nicht empfehlen.

Foto und Messungen folgen, wenn Interesse angemeldet wird.

 

[the flix]

Interesse!
Mir ist allerdings unverständlich, warum du ein unübliches Konzept vorstellst, mit deinem Ergebnis zufrieden bist, aber anderen davon abrätst, das Prinzip ebenfalls anzuwenden?

 

[Gast 2617]

Interesse!
... warum du ein unübliches Konzept vorstellst, mit deinem Ergebnis zufrieden bist, aber anderen davon abrätst, das Prinzip ebenfalls anzuwenden?

Das Prinzip ist viele zugleich, und offenbar - wie ich selbst erfahren habe - sind einige Details der realisierten box kippelig. Also das Gegenteil von fehlertolerant. Ohne die ganze große Übersicht wird es schlimmer als man sich vorstellen kann. Wahrscheinlich erledigt sich ein Großteil davon durch die Verwendung von 3..4 Hochtönern (zB Sica, ca 20Eu/Stck). Das ganze skaliert aber auch nicht, dh. es funktioniert nur mit 8" = 20cm Treibern - in dieser Form. Kippelig ist das eben, und damit ingenieurtechnisch recht unbefriedigend.

Prinzipiell sind eigentlich nur die Zielvorgaben: (1) Bandbreite (2) Gleicher Klang im Raum wie auch unmittelbar neben der Box stehend. (3) Tief liegende Eigenresonanzen (100..200Hz) als instrumententypische Klanganreicherung. Wie man das jeweils erreicht ist dabei völlig offen => kein Nachbau, es gibt wirklich sehr viele Alternativen. Kritiklos althergebrachte Designs nachzubauen, die absolut keine Rücksicht auf die Verwendung als Musikinstrument nehmen (außer dass es billiger ist und bulliger aussehen muss), das ist es claro auch nicht ;-)

Gut, Foto und ein paar Messungen folgen.

Ps wegen "unübliches Konzept": die weit vorherrschende Meinung vertritt die Idee, die "Brettgitarre" allein sei mit Holz/PU/Kabel ... so ungemein bedeutsam für den Klang, dass selbst die Lackierung ... mein Basslehrer hat gleich 6 (++?) Stück des gleichen Traditionsdesigns, keines unter 2000€ in petto. Dass die box mit ihren messbar erheblichen Einflüssen auf die Klangbalance bis hin zur Integration in den Raum erst gar nicht ins Bewusstsein findet, mag daran liegen, dass man sie nicht in der Hand hat. Ich persönlich muss die box in all diesen Angelegenheiten nicht als "schlicht gegeben" annehmen.

 

[Gast 2617]

Messungen:

4,5ms Zeitfenster

quasi reflektionsfrei, mit dem Mikrofon in unterschiedlicher Höhe vor der Box, gleicher Abstand ca 1,2m
- zentral = "auf Achse", 50cm über dem Boden
- in etwa 1,0 m Höhe
- in etwa 1,3m Höhe

ergänzend, in Rot 45° neben der Box, Abstand 1,5m, in Ohrhöhe ca 1,8m, Pegel um 15dB abgesenkt

• Die Berg und Talfahrt sieht zum Fürchten aus. Aber so ist das - immerhin handelt es sich um das vertikale Abstrahlen, das selbst bei Studioboxen (fast) immer nie gezeigt wird. Auch Klein und Hummel sind nicht besser, guckt nach ... und ganz früher, in den goldenen Zeiten des R&R war man froh, wenn die "Abmische" sowas auf Achse hinbekommen hat, e/g Altec ...
• Offenbar sollte bei 2,2kHz ein Equalizer mit +3..5dB, Q~1 gesetzt werden.
• Dann ist eine Ausgeglichenheit knapp am HiFi-Standard gegeben

Im Raum (15x7x4m^3, 200qm Glas, weite Lüftungsschächte, ca 10qm offene Türen) einschließlich aller Reflektionen, gemittelt über 7 Positionen zwischen 4 und 7 Meter Abstand, alle in Ohrhöhe von rund 1,8m.

• Die Welligkeiten im Bassbereich übersteigen die im Mittelton - trotz Mittelung(!) - deutlich, das ist normal
• Die Interaktion mit dem Raum straft die erste Kurve der oberen Messung (4,5ms) Lügen. Mitnichten sind die oberen Mitten zu dünn ;-)
• Offenbar braucht der Raum mit seiner speziellen, halboffenen Bodenkonstruktion vielmehr einen Equalizer von -5dB, Q~0,5 um 500Hz
• Der Bass sollte +8dB angehoben werden, aber nicht mehr - "theoretisch" sollten es 12dB sein
• Dann liegt zusammen mit der Präsenzanhebung (s/o) eine mit höherer Frequenz leicht fallende Charakteristik vor, die als im-Raum-Kurve allgemein als angenehm geschätzt wird (s. Floyd Toole u/a)*; sie bleibt aber, zumindest subjektiv hier, bissig genug

Und eine Messung direkt neben der box, am Ohr des Bassisten mit allen Raumreflektionen:

Interessant ist, finde ich, dass der Pegel kaum höher ist, als in 4..7 Meter Abstand, die Klangbalance aber weitestgehend gleich bleibt. Das eben wäre mit einem der üblichen Bodenlebewesen zu vergleichen. Gerne auch in 4x10" Ausführung "mit Horn" ( => https://www.justmusic.de/mall/1/pic/126717_1.jpg, ehm, cool, dass das breite Schild direkt vor dem "Horn" montiert ist, aber: "Die speziell entwickelten, für jeden Boxentyp individuell abgestimmten Bassreflexöffnungen ..." und : "Die Trennfrequenz zum Hochtöner ist jetzt nicht mehr festgelegt sondern lässt sich in drei Stufen (3, 4 oder 5kHz) einstellen. ... weitere Möglichkeit zur Klangformung vorhanden." cool )



Praktisch:

Der Equalizer ist ein VST plugin in VSTHost auf dem tablet im Signalweg. Er wird anhand von weißem Rauschen auf die Ziel/Hauskurve gesetzt. Das Rauschen wird wiederum von einem VST plugin erzeugt. Die oben angegebenen Vorergebnisse werden zuverlässig bestätigt. Das Prozedere dauert keine 10 Sekunden, wobei dem Raum und der Position der box wegen dem tieferen Bassbereich die meiste Zeit zu widmen ist. Ein Einmessmikro braucht man allerdings, welches ohne weiteres vom USB interface bedient wird.

--

* Das liegt daran, dass die Höhen im Raum eher gedämpft werden. Das Kriterum bedeutet damit eigentlich nur: direkt ist die Wiedergabe flach, und in alle Raumrichtung gemittelt gleich ...

 

[Gast 2617]

Und das Foto:

Das Eumel im Traditionsdesign wird nur noch verwendet, um Kritikern meiner Konstruktionen ihr Ideal vorzuführen ... und zum Größenvergleich, hier. Der Standfuß fehlt noch, weil in der Mache. Das Gitter schützt gegen spießige Hälse, und wurde mit diesem Argument ohne weiteres genehmigt. Der Hammerschlag-Lack war über, und passt in die Atmo, genehmigt. Und überhaupt: "So schlank wie Du!" Der Rest ist, meine ich doch, Privatsache.



Denkt mal nach

 

[the flix]

Danke für die Messungen und das Bild!
Da es nicht direkt dabei steht, vermute ich beim ersten Bild, grün ist die Messung auf Achse, also mit identischem Abstand zu beiden Hochtönern, hellblau ist 1 m und dunkelblau 1,3 m?
Mir erschließt sich noch nicht so ganz die Motivation für die Verwendung und Platzierung der zwei Hochtöner. Die ersten Messungen zeigen ja deutlich, dass es stark frequenz- und winkelabhängige Einbrüche im Übergangsbereich zwischen Hoch- und Tieftöner gibt. Natürlich gibt es die immer bei Nicht-Koax-Konstruktionen, aber was macht dein zweiter Hochtöner hier besser, mal vom Pegel her abgesehen?
Es gibt im Hifi-Bereich ja auch Konstruktionen, die mit einem zweiten Hochtöner auf der Rückseite des Gehäuses arbeiten.

Anhand der letzten Messung kann ich mir sehr gut vorstellen, dass die Box einen für E-Bass tauglichen und vor allem leicht formbaren Klang bietet.
Einen Vergleich mit einer herkömmlichen Bassbox an den selben Messpositionen fände ich sehr interessant!

Noch eine Frage zu deiner Entzerrung: Du machst das schon manuell, das ist kein automatisiertes Einmessverfahren oder?

 

[Gast 2617]

Danke für die Messungen und das Bild!
Da es nicht direkt dabei steht, vermute ich beim ersten Bild, grün ist die Messung auf Achse, also mit identischem Abstand zu beiden Hochtönern, hellblau ist 1 m und dunkelblau 1,3 m?

ja

Mir erschließt sich noch nicht so ganz die Motivation für die Verwendung …

Drei Gründe:
- Pegelfähigkeit / Belastbarkeit
- die Einbrüche im Bereich der Übergangsfrequenz sollten durch die Verteilung der Hochtöner abgemildert werden
- die Abstrahlung sollte eben dadurch "diffus" werden

Mir hat es das Diffuse angetan. Das wollte ich mal probieren - aus Daffke. Also kein nach vor strahlendes Horn sondern ein sehr weit aufgefächertes Klangbild, das den umgebenden Raum so weit wie möglich mitnimmt. Ähnlich wie bei einem mechanischen Instrument (Geige etc) sollte die Schallabstrahlung im Detail sehr stark von der Richtung abhängen, aber im großen ganzen wiederum gleichmäßig sein. Dass das der Fall ist sieht man an den Welligkeiten so ab 3kHz. Sowas ist für HiFi ganz unüblich. Diese Art vermeidet einerseits scharfe, ggf unangenehme Kammfiltereffekte. Andererseits trägt der Schall dann auch weiter.

Die Einbrüche im Übergangsbereich sind leider nicht ganz weg - das muss ich erklären:

Die box steht auf dem Boden. Je näher ich herantrete, desto steiler wird der Winkel von der box zu meinen Ohren. Gleichzeitig nimmt aber auch der Pegel des unteren HT relativ stark ab. Deshalb kann der in dieser Situation kaum mehr zur Zerstreuung des Einbruchs beitragen. Mit anderen Worten, die Messung ist etwas irreführend, danke!

Richtig müsste die Messung des Direktschalls in mehreren Metern Abstand durchgeführt werden statt nur in gut einem Meter.

Noch anders gesagt, die box funktioniert im Abstand von rund einem Meter mit Ohrhöhe um 1,3 Meter eher schlecht. Weiter weg, bei gleicher Ohrhöhe, oder näher dran mit größerer Ohrhöhe klappt's. Das war Teil des Kompromiss. Der fiel leicht, weil der Direktschall die Klangbalance weit weniger bestimmt, als das - diffuse Schallfeld (Floyd Toole et al).

Es gibt im Hifi-Bereich ja auch Konstruktionen, die mit einem zweiten Hochtöner auf der Rückseite des Gehäuses arbeiten.

Eine sehr interessante Idee - auch für Instrumentenboxen. Es muss ja nicht gleich die Rückseite sein. Allerdings ist das Ganze dann nicht mehr so richtig kompakt.

Anhand der letzten Messung ...
Einen Vergleich mit einer herkömmlichen Bassbox an den selben Messpositionen fände ich sehr interessant!

Für HiFi fände ich das Ergebnis völlig inakzeptabel … ja, der Vergleich mit einer tradierten Konstruktion. Ich hätte da einen 30er fertig, habe auch schon Messungen unternommen. Aber das Ergebnis ist einfach so, wie man es erwartet - es hat eben seine ganz eigene, andere Charakteristik. Die bullige 4x10-Zoll-mit-Horn, ja, das würde sich mal lohnen, habe ich aber nicht da und will ich mir auch nicht beschaffen. Leider gibt es von allen traditionellen Herstellern nur wirklich dummes Zeug als Produktbeschreibung.

Noch eine Frage zu deiner Entzerrung: Du machst das schon manuell, das ist kein automatisiertes Einmessverfahren oder?

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Manuell - warum automatisch? So genau kommt es eh nicht drauf an, und ist auch gar nicht möglich. Auch bei HiFi nicht.

 

[Gast 2617]

Eines habe ich glatt vergessen, deshalb als später Nachschlag: Die digitale Lösung hat Latenz. Gewählt wurde wegen der Kosten ein Behringer Euphonia 204HD, siehe hier: https://www.musiker-board.de/threads/behringer-umc204hd-als-armeleute-kemper.695806/

 

[Gast 2617]

Und das Foto:
...
Denkt mal nach

Anbei noch der Standfuß. Den habe ich mir eigens designen lassen. Das Holz habe ich ausgesucht, klingt gut ;-)

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