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GutJan 19 - GutJan 11

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GutJan 19
Von der außergewöhnlichen Idee zum innovativen High-End-Produkt.
Im Laufe der Entwicklung kamen immer wieder neue Erkenntnisse hinzu, die das
Gesamtprojekt einzigartig machen. Es wurde versucht, das Gemessene richtig zu
interpretieren, um eine mathematisch-physikalische Beschreibung der Konstruktion zu
ermöglichen. Ein wissenschaftlicher Beweis für eine mögliche Patentanmeldung.
Mit der Gehäuse-Innen-Geometrie GIG im schmalen Gehäuse.
Mit der besonderen Bassreflexrohrabstimmung an der Frontseite:
Minimale Strömungsgeräusche, geringe Kompression bei höheren
Schallpegeln und kein Druckstau an der Rückwand wodurch Raummoden
unterhalb der Schröderfrequenz stärker anregt werden.
Mit Noppenschaum nur an den berechneten Stellen.
„Zum wirkungsvollen Hohlraumresonanz-Filter“
Mit GIG sind auch die Gehäusewände wirkungsvoll stabilisiert (resonanzarmes Gehäuse),
so dass durch den entstehenden Wechselschalldruck, sie zu Eigenschwingungen nur
schwach angeregt werden, das wirkt sich positiv auf einen Druckwechsel zwischen
Lautsprechergehäuse und Außenraum aus (Raummoden). Da die in der Gehäusewand
gespeicherte Schallenergie jetzt schneller abklingt, verbessert sich das Ein- und
Ausschwingverhalten des TMT-Chassis, besonders wird die Wiedergabe impulsförmiger
Töne verbessert.
Ausgewählte Chassis, welche durch ihre perfekte Konstruktion, den gewünschten Frequenzund Phasengang erreichen d.h. zusammen harmonieren.
Es gibt sehr wenige langhubige TMT-Chassis mit kräftigen Antrieb, die eine lineare
Auslenkung von +-6.5mm haben und mit ihren optimalen Thiele-Small-Parametern sich in
diesem BR-Gehäuse, als auch im CB-Gehäuse wohlfühlen.
Das MHT-Chassis im geschlossenen Gehäuse für den gesamten kritischen
Frequenzbereich, hier errechnet sich die Einbaugüte zu Qtc = 0.533.
Die Simulation
Mit zueinander passenden Chassis und ihrer Positionierung auf der Schallwand, mit den
Meß-Daten aus der externen Messung (Akustik-Labor-Feucht) und der Frequenzweiche,
2 * Luftspule 1.4mm, 1 * Luftspule 1.0mm, 1 * Luftspule 0.71mm
9 * MKT-Kondensatoren (davon 3 in Parallelschaltung, wegen den Zwischenwerten)
6 * MOX-Widerstände (10W). Ohne Impedanz-Korrektur.
hier zum Ergebnis:
Bild 1
Bild 2
Bild 1, Bild 2 und Bild 3
Bild 3
Akustische Phase, blau = TMT, grün = MHT
Außergewöhnlich ist, dass die Boxsim-Simulation mit der Messung im Messtechnik-LaborFeucht wie im Bild 4, übereinstimmt. Die Phasenbeziehung zwischen Simulation und Realität
ist sehr genau.
Externe Messdatenaufnahme im Messtechnik-Labor-Feucht mit der Frequenzweiche
Bild 4
Frequenzgang + Akustische Phase, die ab der Abstimmfrequenz (30Hz) keine
Phasensprünge aufweist. Zwischen 145-900 [Hz] optimierte Phasenbeziehung zwischen den
beiden Chassis. Ab 900 Hz minimalphasiges System, d.h. wenn Amplituden- und
Phasengang in fester Beziehung zueinander stehen. Die Gruppenlaufzeit (-dφ(ω)/dω) ab
70 [Hz], wenn der Phasengang sich mit sinkender Frequenz ändert (Steigung).
Bild 5
Frequenzgang + Minimalphase (rot)
Musik besteht aus Impulsen, deren Ein- und Ausschwingvorgänge für die Klangfarbe von
Musikinstrumenten wie auch von Stimmen verantwortlich sind. Eine Musikwiedergabe ist
authentischer, wenn Phasenfehler über das gesamte Wiedergabespektrum so gering wie
möglich bleiben. Ob die Entzerrung auf minimalphasige Phasenfrequenzgänge für den
Höreindruck unerheblich sind, sollte jeder für sich beantworten.
Bild 6
F-Gang-Richtungen 0 , 30 , 45 Es ist wichtig, dass ab der Trennfrequenz 370Hz die
Signalform zwischen den 3 Amplitudenfrequenzgängen sich nicht stark ändert.
Bild 7a
Bild 7b
Das komplexe Ergebnis der Sprungantwort, beschreibt das Übertragungsverhalten dieses
Lautsprechers mit sehr guten kontrollierten Zeitverhalten.
Punkt 1
Die Minischwingungen am Anfang, deuten auf eine leichte Verzögerung
der Energiezufuhr hin. Der MHT ist nicht verpolt angeschlossen und somit
"zeitrichtig", sein steiler Anstieg deutet auf eine hohe Grenzfrequenz hin .
Punkt 2
Die beidseitig beschichtete, schwarze Glasfasermembran zeigt fast
keine Membranresonanzen, sie ist frei von Nachschwingern. Keine
spitzen Schwinger sind zu erkennen, die einer langen niederfrequenten
Schallwelle voranklingen.
Punkt 3
Das Ausschwingverhalten des MHT ist sehr gut bedämpft. Nach einem
geringen Einbruch und minimalsten Zeitversatz ist der TMT zu sehen.
Hier reagieren beide Chassis gleichzeitig.
Punkt 3-4
Ein Ausschwingverhalten dem exponentiellen Ideal. Symmetrische
Auslenkung im TMT- Bereich.
Punkt 4
Bei einer 3-Wege-Box mit zueinander passenden Chassis schneiden
der Mitteltöner nach einem gedämpften Überschwinger und der
Tieftöner vom Anfang in Punkt 1 aufsteigend, ab dem Scheitelpunkt in
Punkt 5 wieder fallend, hier die Nulllinie. Der Mitteltöner sollte am
Punkt 6 den Ausschwingvorgang beendet haben.
Punkt 5-6
Mit dem Verhältnis Qms/Qes = 13 (kleiner 10 ist ungünstig), ein gedämpftes
Überschwingen, dass auf ein sehr gutes Impulsverhalten hindeutet.
Werden jetzt die BR-Rohre verschlossen, so haben wir ein geschlossenes
Gehäuse. Hier errechnet sich die Einbaugüte zu Qtc = 0.566.
Punkt 6-7
Die gespeicherte Schallenergie in der Gehäusewand die jetzt
schneller abklingt, die Chassis-Parameter, der geringe Druckwechsel
zwischen Lautsprechergehäuse und Außenraum, sind Beweise auf ein
Feder-Masse-System niedrigwertiger Ordnung (nur mit GIG), folglich:
Ein schnelles Ausschwingverhalten des TMT-Chassis mit gedämpften
Überschwinger im Bereich 3.7-8.5 [ms].
Bei Analog-Aktiv mit hohem Verstärker-Dämpfungsfaktor (>=1000), sollte
der gedämpfte Überschwinger mustergültig zwischen 2.0 - 6.0 [ms] liegen.
Bild 8
Impulsantwort, exponentiell abklingende Sinusschwingungen bis 0.65ms deuten auf
minimalste Membranresonanzen hin. Schnelles Ausschwingverhalten.
Bild 9
Frequenzgang mit Ausblendung der Raummoden, aussagekräftig ab 200 Hz. Klangliche
Details treten bei einer Pegelanhebung zwischen 7-10 [kHz] hervor, dagegen bei einer
Senke wirkt das Klangbild diffus.
Bild 10
Polung negativ, größtmöglichste Auslöschung liegt bei der Trennfrequenz 370Hz, damit
immer noch außerhalb des Bereichs, in dem das menschliche Ohr besonders empfindlich ist.
Bild 11
Mit Frequenzweiche grün = MHT abgeklemmt, blau = TMT abgeklemmt.
Die außergewöhnliche breite Überlappung um 300 Hz ist:
"Das besondere Merkmal der selbstentwickelten Frequenzweiche"
Bild 12
Wasserfalldiagramm
Bild 13
Messung direkt am BR-Rohr, grün ohne Frequenzweiche, schwarz mit Frequenzweiche.
Außergewöhnlich ist der konstante Schalldruck bei 110dB von 16 - 80 [Hz].
Mit GIG soll nur der Bereich bis zu der Frequenz 650 Hz abgedeckt werden. Mit 4 Streifen
Noppenschaum 4*19*(25+31+40+20) [cm] [Dicke*Höhe*(Länge)] an den berechneten Stellen
nimmt die Dämpfung zu.
Ein Nachteil jeder schmalen Box ist die erste stehende Welle bei Innenmaß der Boxenbreite,
die Spitze bei 900 Hz ist der Beweis. Alle klassischen Absorberlösungen verlieren ihre
Effektivität die Erhöhung zu unterdrücken, außer mit der Frequenzweiche ab der
Trennfrequenz 370 Hz (-6dB), wo die Gehäuse - und Hohlraum-Resonanzen nochmals
verstärkt unterdrückt werden.
Mehr Dämpfung beeinflusst:
1.
Die Steifigkeit des Luftpolsters im Gehäuse.
2.
Die bewegte Masse des Gesamtsystems.
3.
Die Dämpfung der Membranbewegung.
Den Klang.
Bild 14
Die Frequenzweiche, ohne Elko >= 100uF, Drahtwiderstand und Kernspule hoher
Induktivität, d.h. ohne Saugkreise, liegt im Einsatz frei zwischen dem Verstärker und der
GutJan 19, um einer verhältnismäßig stark resonierenden Umgebung (Innenraum der
Lautsprecherbox) zu umgehen.
.
Auf der Epoxy-Glasfaser-Laminat Leiterplatte 220 x 155 mm groß mit 35um Cu-Auflage sind
hochwertige Bauteile kompakt platziert. Kurze Verbindungen sauber verlötet bieten sicheren
Kontakt und geringen Übergangs-Widerstand. Die Frequenzweiche auch als "Kunstwerk der
klassischen Moderne" ist im flachen schwarz lackierten Holzgehäuse mit einem speziellen
Schutzmaterial für elektronische Bauteile überzogen.
Um die magnetische Kopplung und das daraus resultierende Übersprechen zu minimieren,
sollten Spulen möglichst weit voneinander entfernt angeordnet werden. Auch die
unterschiedliche Ausrichtung der zueinander stehenden Spulenachsen, macht eine
möglichst große Distanz nicht überflüssig.
Für die GutJan-Frequenzweiche, ist diese Luftspulen-Anordnung mit Wicklungssinn und
Masseführung richtig.
Bild 15
Lautsprechergehäuse mit hochwertiger Lackierung in Weiß/matt
Die GutJan 19 kann von einer Teil-Aktivierung und Raumoptimierung profitieren.
Beispiel: Eine Korrektur der Raummoden 1. Ordnung mit analogen 3 Band-PEQ unterhalb
der Schröderfrequenz/ gültig, eingebaut im Signalzweig vor der Endstufe und das
vorhandene passive Frequenzweichenkonzept mit hochwertigen Bauteilen weiterhin
beibehalten.
Sparsam eingesetzte Ecken- und Decken-Absorber mit definiertem Wandabstand für die
Raumresonanzen-Bedämpfung.
Eine sinnvolle Aufstellung zu wählen, um Abbildungsfehler (Überlagerungen zwischen
Direktschall und Wand-Reflexionen) ab zu schwächen.
Ist ein aktives Lautsprecher-Konzept mit digitaler Entzerrung, kombiniert mit einem SUB,
dem optimierten passiven Konzept wie hier beschrieben überlegen?
Ich bin kein Don Quichote, der gegen die aktiven Konzepte kämpft, aber wenn in der
passiven Technik noch Potential vorhanden ist, sollte man es ausloten, inwieweit die
Analogtechnik (Signalkorrektur in Echtzeit) noch Bestand hat.
Diffusschallfeld >= Direktschallfeld Drehung der LSP zum Schnittpunkt hinter dem Kopf z.B.
an die Rückwand, wo abgestrahlte Direktschallfeld-Anteile wieder zum Hörer reflektiert
werden. Beim bestimmten Kopf - Wand - Abstand und dem Vorhandensein von seitlichen
Reflexionen, kann unser Gehirn “Räumlichkeit” vermitteln. Beim Hörvergleich mit ~15 am
Hörer vorbei, erklang die zeitrichtige Aufnahme von der CD PfleidRecording (Richard
Wagner) mit mehr Detailvielfalt und Transparenz. Auch wenn man nicht im Sweetspot sitzt,
verändert sich der Klang kaum.
Direktschallfeld > Diffusschallfeld, Drehung der LSP zum Schnittpunkt Kopfmitte.
Bild 16
Die beiden Lautsprecher mit spiegelbildlicher- und asymmetrischer MHT- Anordnung, sind
durch ihre Position-Änderung im Raum geeignet, nach Lösungen zur Abschwächung der
Wand-Reflexionen zu suchen.
Fazit:
Nur das Einfachste kann so etwas Komplexes wie Musik wiedergeben.
Nach jeder Messung ist das Ohr die letzte Instanz.
Die Wiedergabe von Musik bleibt immer eine eigenständige Form der Interpretation.
Musikalische Wahrheit gibt es nicht.
Für Minimalisten, die sich in den Jahrzehnten über das sensible Gehör ein ungewöhnliches
Gespür für Musikalität entwickelt haben, ist eine Breitbandanlage empfehlenswert. Aber auch
ein High-End-Breitbandlautsprecher mit hohem Wirkungsgrad funktioniert eingeschränkt gut,
weil es immer zu ausgeprägten Resonanzen zwischen den schweren und leichteren
Teilmembranen kommt. Natürlich muss eine ausgefeilte Korrekturschaltung (entzerrter
Breitbänder) das Optimum wieder herstellen. Vorteilhaft ist GutJan 19, die sich durch
phasenoptimierte Frequenzweiche- zueinander passende Chassis- und wirksame ChassisAnordnung, der punktuellen Schallquelle annähert.
Mit der Abstrahl-Charakteristik, Büdelungsmaß und mit korrekter Sprungantwort, wenn beide
Lautsprecherchassis synchron in Phase einschwingen, bildet das exklusive
Lautsprecherkonzept ein ausgezeichnetes Ortungsverhalten und eine realistische-räumliche
Wiedergabe von Stimmen und Instrumenten ab. Der tiefe-kräftige Bass spielt dabei
ausgesprochen präzise, schnell ohne langen Nachschwinger, entscheidend bei Rap und
harter Pop-Musik und macht so den aufgebauschten wabernden SUBWOOFER überflüssig.
.
Ein aktives-Lautsprecherkonzept das technisch überlegen ist,
MUSS in allen Musikbereichen besser spielen,
spielt es nicht besser,
erübrigt sich jede weitere Diskussion.
Anhang:
Die Passivmembran seitlich eingebaut in die GIG, schwingt bis zu der Trennfrequenz
[~370Hz] mit ihrer Auslenkung und verändert den Schalldruck im Phasenwinkel zu den
BR-Rohren an der Frontseite. In diesem Bereich haben wir dann eine quasi nierenförmige
Abstrahlcharakteristik im Bassbereich, die eine Klang-Bewertung erforderlich macht.
Wikipedia:
Als einführendes Beispiel wird oft auf das magnetische Pendel verwiesen. Chaotische
dynamische Systeme sind nichtlinear. ... Jede auch noch so kleine Änderung der
Anfangswerte kann jedoch zu einem ganz anderen, auch ... Die Dynamik lässt sich damit
als die Bahn dieses Punktes im Phasenraum interpretieren.
Bei nur kleiner Änderung des Lautsprechers-Standortes, als auch bei Veränderung der
Sitzposition im SweetSpot, nehmen wir den Klang eines Instrument wahr und er verschafft
uns einen zusätzlichen Raumeindruck. Zur ersten räumlichen Information werden jene
Reflexionen ausgewertet, die an jedem Punkt im Hörraum ein chaotisches Verhalten
(andersartige Überlagerungen) beinhalten.
Wenn die Passivmembran auf der Rückseite um 180 Grad gegenüber den BR-Rohren auf
der Frontseite phasenverschoben abstrahlt und sind beide abstrahlenden Flächen näher
zusammen als eine Wellenlänge [
], so sinkt mit weiter fallender Frequenz der
Schalldruck im Fernfeld um 6 dB pro Oktave. Bei 34 Hz ist man somit bei 20 dB
vermindertem Schalldruck, als bei 340Hz. Kompensation mit Verstärkerleistung nach oben.
Passivmembran hat Nachteile, weil die Übertragungsfunktion komplizierter ist als bei einer
ventilierten Röhre. Es tritt eine weitere Nullstelle auf, weil die Membran durch ihre
Aufhängung in die Ruhelage gezogen wird (Rückstellkraft).
PM nur für reine SUB‘s < (Schröderfrequenz/ 2) sinnvoll, da höhere Frequenzen durch die
vergleichsweise dünne Membran nicht nach außen dringen können.
Eine weitere Überlegung, wäre das Experiment mit einem Fließwiderstand, der mit speziellen
Material gefüllt ist, um die Dämpfung ab 100Hz stetig zu erhöhen. Eine Kostengünstigere
Version?, ja aaaaber......!
Ob mit den beiden Maßnahmen, als auch mit der aktiven Kombination (2*Treiber in der
Schallwand mit jeweils eigener Kammer, PM oder Fließwiderstand als mechanische
Gegenmembran in der Rückwand direkt verbunden mit der unteren Treiber-Kammer),
die Basswiedergabe bei einem schlechten Wirkungsgrad zu einem hochwertigen
BR-Lautsprecher sich verbessert,
bezweifle ich.
Eine Möglichkeit von Vielen, um die Raummoden schon im Ansatz zu bekämpfen.
Beispiel:
L = 6.5m
B = 4.5m
H = 2.5m
f (res) = c/2 * ((1/L)^2) = 26.46 Hz
= c/2 * ((1/B)^2) = 38,22 Hz
= c/2 * ((1/H)^2) = 68.8 Hz
f (res) = (26.46^2+38.22^2+68.8^2) = 83.03 Hz
= c/ (4*f (res)) = 344/ (4*83.03) = 1.036m
Es ist vorteilhaft, die beiden Lautsprecher auf die längste Wandseite zu stellen. Die
Längsmode 1. Ordnung kann dadurch wirkungsvoll entzerrt werden.
H:L:B
0.385 : 1 : 0.692
S = /0.692 = 1.04/0.692 = 1.5 [m]
Y2 = H*0.385 = 0.96 [m]
A = L-2*S = 6.5-2*1.5 = 3.50 [m]
Y3 = A/1.618 = 3.5/1.618 = 2.16 [m]
Y1 = B-(Y2+Y3) = 4.5 - 3.12 = 1.38 [m]
Das Seitenverhältnis A/Y3 sollte dem goldenen Schnitt entsprechen 1.618
Ohrhöhe = 0.92 ... 0.98 [m] = Abstand Boden zur Mitte des obersten Chassis.
Hätte der TMT zum Boden, zur Rück- und zur Seitenwand denselben Abstand, würde die
kugelförmige Druckwelle gleichzeitig an den angrenzenden Wänden reflektiert und ein
überbetonter Bass wäre die Folge.
Eine weitere Möglichkeit: Abstimmbare Helmholtz-Resonatoren unter 100 Hz, in
geeigneter Positionierung im Raum an die betreffende Raummode angekoppelt, verbessern
den Klang.
Eine weitere Möglichkeit: Der Einsatz von programmierbarer Elektronik (Anti-Mode) .....
usw. ....
Jede Bedämpfung hat eine Auswirkung auf den Klang.
Alles korrigieren zu wollen, kann zu unverwertbaren Ergebnissen führen.
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