Richtiges Boxenvolumen beim Einsatz von Röhrenendstufen

[RogerCL 0]

Hallo,

 

bin gerade bei der Auslegung eines Selbstbaubox, die an einer Quad II (Röhrenendstufe) betrieben werden soll.

 

Die Höhe des Ausgangswiderstand (Rg) einer Röhrenendstufe (plus Widerstand der Frequenzweiche) nimmt auf das richtige Gehäusevolumen (Vb) einen gehörigen Einfluß. Mittels LspCAD, einem Boxensimulationsprogramm, habe ich verschiedene Ausgangswiderstände eingegeben und die entsprechenden Boxenvolumina Vb (in Abhängigkeit zur Gehäusegüte Qtc) abgerufen. Hier die Ergebnisse:

 

Transistorendstufe mit Passivweiche:

Vb(Rg=1,0 Ohm)= 4 Liter mit Qtc=0,707

 

Röhrenendstufe mit Passivweiche:

Vb(Rg=5,0 Ohm)= 23 Liter bei Qtc=0,707

Vb(Rg=8,0 Ohm)= 39 Liter bei Qtc=0,8

Vb(Rg=16,0 Ohm)= 174 Liter bei Qtc=1,0

 

Ein Qtc=0,707 ist für ein Rg von mehr als 7 Ohm in meinem Beispielfall nicht mehr sinnvoll, da sich zu große Vb-Werte ergeben.

 

Die Fehlanpassung des Boxenvolumens (sprich zu kleinem Volumen) führt beim Einsatz von Röhrenendstufen dann zu einem Klang mit einer einer Grundtonüberhöhung, der die Röhre dann zu Unrecht in eine Ecke drängt, wo sie als Klangverbieger eingestuft wird. Habt ihr ähnliche Erfahrungen gemacht?

 

Beste Grüße

 

Rüdiger

 

 

[PK 0]

Hallo Rüdiger,

 

eine Gehäusegüte von 0.8 wird nicht wesentlich anders klingen als eine von 0.7, das brauchst du nicht verbissen zu sehen. Andere Einflüsse (Raumresonanzen) sind da entscheidender.

 

7 Ohm sind auch für eine Röhrenendstufe viel; kennst du den Ausgangswiderstand der Quad bzw. beträgt der 7 Ohm?

 

Hast du schon ein bestimmtes Chassis? Über die Auswahl (großes Qms, hoher RDC) ließe sich das Problem vielleicht lösen.

 

Mit freundlichem Gruß

 

Peter

 

[RogerCL 0]

Hallo Peter,

 

die Quad hat laut Bedienungsanleitung 7 oder 15 Ohm (schaltbar). Nehme den 7 Ohm-wert und unterstelle also schon mal den günstigeren Wert. Das von mir ausgeschaute Chassis ein Audax PR 170 Z0 besitzt einen Rdc von 6,0 Ohm und eim Qms von 2,23. Das Teil wurde in der K+T 6/02, Seite 53, vorgestellt. Der Rdc liegt schon auf gutem Niveau, nur das Qms liegt vergleichsweise etwas niedrig. Der F-Gang und das Wasserfalldiagramm sehen recht vielversprechend aus. Der hohe Wirkungsgrad von 92 dB/W würde sehr gut zum Swans Bändchen RT-2C passen.

 

:-)

 

Rüdiger

 

[PK 0]

Hallo Rüdiger,

 

dieser Audax ist ein Mitteltöner. Schön laut, aber Resonanzfrequenz viel zu hoch.

 

Der Tiefmitteltöner ist dieser:

http://www.audax-speaker.de/products/audax/c170z18.htm

Wird leider voluminös.

 

Die Seas-Chassis mit Inverssicke will ich dir lieber nicht vorschlagen (kleiner QMS); die wären dem Bändchen qualitativ wahrscheinlich nicht angemessen.

 

Da schon eher

http://www.aos-lautsprecher.de/deutsch/dat...er/DB16545K.htm

Extra hochohmig - speziell für Röhren, dennoch etwas leise.

 

Ist es mit dem Wirkungsgrad sehr kritisch? Wie hoch ist denn die Ausgangsleistung?

 

Mit freundlichem Gruß

 

Peter

 

 

[Uibel 0]

http://www.plauder-smilies.de/happy/xyxwave.gif zusammen,

 

der Ausgangswiderstand des Amps geht nicht in die Boxenkonstruktion ein! Das ist in etwa "umgekehrt". Aus der Impedanz des Treibers dividiert durch den Ausgangswiderstand des Amps zzgl "allem was zwischen Lautsprecher und Amp hängt" ergibt sich der Dämpfungsfaktor.

 

Beispiel:

 

Treiberimpedanz / (Kabelwiderstand + ohmscher Widerstand der Spule in der Frequenzweiche + Ausgangswiderstand des Amps)

 

Bei Monoendstufen, die man ja normalerweise direkt neben die Box stellt, kann man den Kabelwiderstand vernachlässigen, wenn man nicht gerade Klingeldraht nimmt. Es bleibt also die Impedanz des LS + der ohmsche Widerstand der Baßspule. Die QUAD II hat in 7 Ohm-Stellung des Ausgangsübertragers ca. 1 Ohm Ausgangswiderstand.

 

Beispielrechnung 1 Dämpfungsfaktor: 8 (LS) / (0,5 (Spule) + 1) = 5,3

 

Beispielrechnung 2 Dämpfungsfaktor: 8 (LS) / (0,02 (Spule) + 1) = 7,8

 

Null-Ohm-Spulen von Mundorf können sich hier lohnen!

 

Ein paar Bilder http://www.uibel.net/bauvor/tubes/d_tube.htm

 

Grüße

Michael

 

http://www.audiocad.de/x_ac.gif

 

[RogerCL 0]

Hallo Peter,

 

du hast richtig gesehen: Der von mir favorisierte Audax ist ein reinrassiger Mitteltöner mit einem Fc von 170Hz (Qtc=0,577) bis 200 Hz (Qtc=0,707) und einem schön hohem Wirkungsgrad von locker 93..95 dB/m. Die Masse Mms liegt mit 6,7g auch nur halb so hoch wie bei einem gleichgroßen Tiefmitteltöner. Durch seine geringe Masse und die harte Einspannung (cms=0,2mm/N) kann er besser dem schnellen Bändchen folgen. Den Wirkungsgrad möchte ich bewußt hoch halten, um den hohen Wirkungsgrad des Bändchens nicht unnötig absenken zu müssen. Ergebis (hoffentlich): Dynamik pur!

 

Was jetzt natürlich fehlt, ist ein ein reinrassiger Tieftöner. Den bekomme ich mit 2 parallellgeschalteten GF250 oder einem Eton 11-581. Wir werden sehen, was besser läuft.

 

Das ganze Projekt ist nur mit einer teilaktiven Lösung fahrbar. Die Röhrenendstufe übernimmt den Mittel- und Hochtonpart und ein Transistorkollege die Tieftöner.

 

:-)

 

Rüdiger

 

 

[RogerCL 0]

Hallo Michael,

 

Danke für deinen Hinweis. Da habe ich wohl Ausgangs- und Quellwiderstand der Endstufe durcheinander geworfen. Laut Quad II Bedienungsanleitung (Danke für die Zusendung!) liegt der Quellwiderstand bei 1,5 Ohm und Wahl des 15 Ohm-Ausgangs. Bei Wahl des alternativen 7 Ohm-Ausgangs verringert sich der Quellwiderstand sicher auf die von dir genannten 1 Ohm.

 

Annahme: Widerstand der Frequenzweiche 0,5 Ohm

 

Damit ergeben sich jetzt für die Boxenkalkulation auch wieder handliche Volumengrößen Vb:

 

Vb(Rg=2,0 Ohm, Qtc=0,577) = 19,3 Liter

Vb(Rg=1,5 Ohm, Qtc=0,577) = 13,4 Liter

 

Zum Vergleich Vb für einen Transistorverstärker:

 

Vb(Rg=0,5 Ohm, Qtc=0,577) = 7,4 Liter

 

Bei einer Null-Ohm-Spule von Mundorf ergibt sich:

 

Vb(Rg=0,01 Ohm, Qtc=0,577) = 5,7 Liter

 

Neben der weiteren Verkleinerung von Vb steigt der Dämpfungsfaktor der Endstufe. Ob bereits der kleinere Dämpfungsfaktor bei Rg=0,5 Ohm mehr als ausreicht, müßte ein Test ergeben.

 

:-)

 

Rüdiger

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[Uibel 0]

http://www.plauder-smilies.de/happy/xyxwave.gif Rüdiger,

 

ich habe meine QUAD damals mit großen 3-Wege-Boxen betrieben. Den Austausch der Pulverkern-Baßspule mit 0,4 Ohm gegen eine Null-Ohm-Spule von Mundorf hat man gehört. Das war vor über 10 Jahren. Mittlerweile sind die Null-Ohm-Spulen aber in Preisbereichen angelangt, bei denen man sich sicher fragen kann ob es die bringen.

 

Grüße

Michael

 

http://www.audiocad.de/x_ac.gif

 

[Calvin 2]

Hi Roger,

 

wenn Du schon was mit Wirkungsgrad und Dynamik bauen willst, warum dann in aller Welt mit solch schlappen und überteuerten Bratpfannen unten wieder alles kaputt machen? Dann nimm doch auch da Chassis mit hohem Wirkungsgrad!

 

jauu

Calvin

 

*Intelligenz statt dicker Worte!* :-) Calvin&Hobbes

 

[RogerCL 0]

Hi Calvin,

 

welche Vorschläge hättest Du denn?

 

:-)

 

Rüdiger

 

[Chrisler 0]

Hi Rüdiger

Irgendwas aus dem PA-Sektor was halt auch Hifitauglich ist(sauberer Frequenzgang, bißchen Hub damits halbwegs tief geht). Meine Tips wären entweder der 4530 von PHL oder sogar ein 38er von denen, dann geht richtig was. Sicher auch gut Beyma 15LX60 und B&C 15PB40(oder so ähnlich). Da gibts sicher noch andere die gut sind, aber mit denen kannst du sicher schon ordentlich was bewegen.

mfg Christian

 

[RogerCL 0]

Hi Christian,

 

sicher PA-Chassis bringen Wirkungsgrad. Zum Vergleich habe ich mal nach Preisen geschaut. Gefunden bei LSV Dieter Achenbach http://www.lsv-achenbach.de/ , der sonst auch recht preisgünstig ist:

 

PHL B30-4530 Bass-Mittel, 300W, 8Ohm, 94dB/W/m, 40-2000(1800)Hz, 63mm Spule, Xmax +/-6mm, 55-65l BR, Stückpreis 310,00 Euro

 

Beyma 15 LX 60 W, 600W, 96dB, 35-1500Hz (500Hz), 100mm, 100-200l, Stückpreis 285,00 Euro

 

Eton 11-581/50 HEX Bass, Hexacone-Membran, 150W, 8Ohm, bis 800Hz, 91dB/W/m Stückpreis 289,00 Euro

 

Also wie man sieht, liegen die Chassis preislich nahe beieinander, wobei die PA-Chassis vom Wirkungsgrad her im grünen Bereich liegen. Doch wie siehts um das Aus- und Einschwingverhalten der PA-Chassis aus?

 

:-)

 

Rüdiger

 

 

[Chrisler 0]

Hallo Rüdiger

>>Doch wie siehts um das Aus- und Einschwingverhalten der PA-Chassis aus?<<

Normalerweise gut, sicher nicht (viel)schlechter als der Eton.

mfg Christian

 

 

[klopp 0]

Hallo Michael,

 

wenn du Hersteller passiver Fertigboxen wärst, so hättest du Recht, dass man den hohen Ausgangswiderstand eines speziellen Verstärkers nicht in seine Konstruktion einfliessen lassen sollte; sonst klingt´s an den meisten Verstärkern bescheiden. Und hinsichtlich der Entwicklung eines Verstärkers macht die Größe des Dämpfungsfaktors auch Sinn (wobei 100 oder 1000 aber keine große Rolle spielt), um Kompatibilität mit den meisten Boxen herzustellen.

 

Im Falle Selbstbau einer Box passend zu einem Röhrenverstärker mit hohem Ausgangswiderstand ist es dennoch sehr sinnvoll, genau diesen Widerstand (plus die dagegen eher zu vernachlässigenden Kabel- und Spulenwiderstände) mit in die Entwicklung einzubeziehen. Der Dämpfungsfaktor interessiert dann nur sekundär, d.h. er muss nicht möglichst hoch sein, sondern ist unabhängig vom seinem Wert genau dann okay, wenn das im Gehäuse eingebaute Basschassis die richtige Resonanzgüte bekommt.

Geeignet sind hier dann Chassis, die eine sehr hohe Eigendämpfung besitzen (QES oder QMS sehr niedrig) und die sonst zwar einen hohen Wirkungsgrad haben, aber nicht tief im Bass hinunterkommen. Mit einem Röhrenverstärker können solche Chassis im Tiefbass zur Hochform auflaufen; eine besonders niederohmige Spule bringt dann sogar eine Verschlechterung (zu niedrige Güte), wenngleich der Effekt nur gering ist (Rspule<

 

Zu den Nullohm-Spulen: Ich bezweifle, dass es dafür sinnvolle Anwendungen gibt. Die Dinger sind teuer und produzieren schon bei geringen Pegeln viel K3-Klirr. Dann schon eher eine normale Trafokern-Spule.

 

Ein Aspekt ist auch richtig wichtig, wenn es darum geht, ob man den hohen Ausgangswiderstand bei der Boxenentwicklung berücksichtigen muss: Schwankt der Impedanzgang der Box, beeinflusst der Ausgangswiderstand den Schallpegelverlauf. Entweder man dimensioniert dann die Frequenzweichenbauteile zusammen mit dem Verstärkerausgangswiderstand (der sich vielleicht auch noch mit der Frequenz ändern kann) oder linearisiert die Boxen-Impedanz (wenn der Verstärkerausgangswiderstand konstant bzw. linear ist).

 

Hier scheint das alles aber weniger relevant zu sein, wenn der Verstärkerausgangswiderstand gar nicht 7 Ohm beträgt und vor allem weil es um einen Mitteltöner geht.

 

Mit freundlichem Gruß

 

Peter

 

[klopp 0]

Hallo Rüdiger,

 

der Quellwiderstand, den der Lautsprecher sieht, ist gleich dem Ausgangswiderstand plus Kabel- und Spulenwiderstand. Wenn 7 bzw. 15 Ohm nicht der Ausgangswiderstand ist, so handelt es vielleicht um den empfohlenen Lastwiderstand (=Lautsprecherimpedanz). Es wären zwar sehr krumme Werte, aber vielleicht gibt es solche Quad-Lautsprecher.

 

Da es um einen Mitteltöner geht, den du deutlich oberhalb seiner Resonanzfrequenz betreiben musst, kann dir seine Resonanzgüte ziemlich egal sein, d.h. ob 0.5 oder 1 wird das Ausschwingverhalten und den Pegel bei dieser Frequenz nur unwesentlich beeinflussen, denn hier gibt der Tieftöner den Schall fast alleine wieder (je nach Filterflanke, steiles Filter ist aber Pflicht wegen Klirr).

Wie stark dein Verstärker bei den ungeradzahligen Harmonischen klirrt, weiß ich nicht; dennoch mein Tipp: Lass das mit den 0-Ohm-Spulen und nimm lieber eine ordentliche Luftspule, die klirrt nämlich nicht, oder, wenn´s niederohmiger sein muss, eine normale Trafokern- oder eine Ferrobarspule.

 

Wenn du die Frequenzweiche für die Mittelhochtrennung berechnest, solltest du aber an den Verstärkerausgangswiderstand denken.

 

Mit freundlichem Gruß

 

Peter

 

 

[RogerCL 0]

Hallo Peter,

 

in der Bedienungsanleitung wird etwas verwirrend von Ausgangs- und Quellwiderstand gesprochen. Die hohen Werte von 7 und 15 Ohm sind wohl die vom Verstärker gesehenen Lautsprecherimpedanzen. Das macht Sinn, da die 7-Ohm-Stellung für Lautsprecher mit 4 bis 8 Ohm schwanken, und die 15-Ohm-Stellung entsprechend für 8 bis 16 Ohm. Als Quellimpedanz wird für die 15-Ohm-Stellung 1,5 Ohm angegeben. Bei einer 7-Ohm-Stellung sinkt der Wert vermutlich auf 1 Ohm. Und diese Quellwiderstand (=Verstärkerausgangswiderstand) muß ich wohl bei der Boxenauslegung miteinbeziehen.

 

Den reinrassigen Mitteltöner mit nur 1mm Hub werde ich sicher erst ab 400Hz aufwärts einsetzen. Die Einbauresonanz Fc liegt zwischen 170 und 200Hz. Ich werde auch höhere Trennfrequenzen als 400Hz austesten.

 

Bei den Spulen werde ich auf die altbewährten Luftspulen zurückgreifen. Hat sich die Vakuumtränkung als effektive Maßnahme bestätigt? Oder greift man nur aus Vorsicht zu dieser Maßnahme, um das Schwingen der Luftspulen deutlich abzusenken?

 

:-)

 

Rüdiger