Kleiner Zweiweger mit Dayton ND20, Fountek FR-89EX und PM

[Violoncello]

Hallo miteinander,
ich darf euch in diesem Thread meine neueste Entwicklung vorstellen. Die Überschrift verrät ja bereits das Wesentliche: Es handelt sich um einen kleinen Zweiweger mit 3-Zoll-TMT, 19mm-Kalöttchen und einer Passivmembran.

Die Motivation hinter dem Projekt war, eine kompakte, im Zweifelsfall auch transportable, Musikanlage zu schaffen. Spielen soll das Ganze in der Essküche, zum Einen für Nebenbei-Musik, zum Andern für das E-Piano. (Ja, das steht auch da, Studentenwohnung ).
Die hier vorgestellte Box bildet dafür die Grundlage. Später soll noch ein Sub dazukommen, zum dem ich schon Ideen habe, aber das ist alles noch Theorie.

Die Münchner unter euch konnten eine vorläufige Version ja bereits beim Treffen am 05.01. begutachten, für alle anderen gibts erstmal ein paar Fotos. Offensichtlicherweise ist an den Boxen noch keinerlei Finish gemacht, das folgt im Sommer, wenn ich ins Freie kann.



Die Abmessungen betragen 13x13x17cm, die Wandstärke 10mm. Daraus resultiert ein Nettovolumen von ca. 1,8 Liter.

Die Zuschnitte (auf Gehrung) habe ich anfertigen lassen, die Fräsungen habe ich selbst mit Oberfräse und selbstgebautem Fräszirkel vorgenommen.

Der Hochtöner ist bewusst außermittig montiert, um die unweigerlich auftretenden Kantenreflexionen ein wenig zu verteilen.
Damit das nicht "komisch" aussieht, habe ich eine kleine (ca. 1mm tief und 2mm breit) "eiförmige" Fräsung rund um die beiden Treiber angebracht. Die soll dann später schwarz eingefärbt werden und das Ganze so zu einer optischen Einheit machen.



Auf der Rückseite ist die Passivmembran, sowie eine 4-polige XLR-Buchse. Die ist platzsparend und ermöglicht obendrein die externe Weiche bzw. die vollaktive Ansteuerung.



Bedämpft ist das Innenvolumen mit Schafwolle, die ich einmal an den Seitenwänden entlang außenrum gelegt habe, um eine "Sichtverbindung" zwischen TMT und PM zu lassen

[Violoncello]

So, hier geht es nun um die eingesetzten Treiber.

Ich fange mal von unten an:

Die Passivmembran

Die nennt sich schlicht Peerless 830878, das Datenblatt ist mindestens so spärlich wie die Produktbezeichnung:
http://www.europe-audio.com/document.asp...830878.pdf

Die 3,5-zöllige PM kommt mit einer mms von ca. 40 g und einer Free-Air-Resonanzfrequenz von 25 hz daher - Grund ist ein 33 g schweres Stück Metall, das hinten an die Membran geklebt ist. Das ergab in meinem Gehäuse eine Abstimmfrequenz von ca. 50 hz - zu tief für meine Zwecke.
Bewaffnet mit einem kleinen Metallbohrer und einem Skalpell konnte ich das Metallgewicht mit sanfter Gewalt entfernen und mit Knetmasse neu abstimmen. Zum Ziel führte dann eine Zusatzmasse von 8 g, mit der die Passivmembran im Gehäuse eine Abstimmfrequenz von 80 hz erreicht.

Update am 12.2.2012:
Da die Frage unten aufkam, will ich kurz beschreiben, wie ich das Metallgewicht von der 830878-Passivmembran entfernt habe.
Da das alleine mit Worten schwierig zu erklären ist, habe ich eine kleine Skizze gemacht - bitte nicht lachen, der Kunstunterricht ist schon eine Weile her bei mir .


Das soll die wesentlichen Bestandteile der 830878 im Quarschnitt zeigen.
Das Metallgewicht (schraffiert) ist von innen an den Membrantrichter angeklebt. Am einfachsten wäre es sicherlich, die (inverse) Dustcap zu entfernen, dann käme man besser ran, aber ich wollte nach außen hin die Optik erhalten. Aber es geht ja auch ohne:
Wie man sieht, ist zwischen dem Punkt, an dem die Zentrierspinne ansetzt und dem Punkt, wo das Gewicht angeklebt ist, ein wenig Platz, ca. 3 mm würde ich aus dem Gedächtnis schätzen. Hier muss man an sich "einfach nur" den verlängerten Membrantrichter durchtrennen.
Die Membran ist aus beschichtetem Papier, das aber mit irgendeinem Harz getränkt ist, und somit recht widerstandsfähig ist. Mit einem Messer keine Chance.
Wie ich mir beholfen habe: Mit einem 1,5mm-Bohrer (in der Zeichnung Rot skizziert) schräg in möglichst engen Abständen in den Membrantrichter bohren. Dadurch wird der Bereich zwischen Gewicht und Ansatzpunkt der Zentrierspinne perforiert. Dabei muss man höllisch (!) aufpassen, mit dem Bohrer nicht zu weit zu rutschen, da man sonst von hinten die Dustcap einbeult/durchbohrt. Mit einem scharfen Messer immer wieder die Stege zwischen den Löchern durchtrennen. Bei mir hat sich spätestens nach einer halben Umrundung die Klebung des Gewichts gelockert, sodass ich es relativ leicht herausbrechen konnte.

Dabei nicht zu viel Angst haben, die Aufhängung und Zentrierung ist echt robust und kaum kaputtzukriegen .



Hier kann man so ungefähr die Abstimmung erkennen. Die PM-Resonanz ist ein wenig durch die Schafwolle bedämpft, aber da der TMT ja auch recht weit hinauf spielen soll, nehme ich das bisschen Wirkungsgradverlust im Bass in Kauf.

Die modifizierte, mit Knetmasse abgestimmte PM sieht dann so aus:


Der Tiefmitteltöner
hier kommt ein 3-Zoll-Breitbänder aus der Fountek-Familie zum Einsatz, der FR89-EX.



Ein Highlight dieses kleinen aber feinen Teils ist sicherlich der Unterhang-Antrieb: 14 mm Luftspalt, 4 mm Schwinspule, somit sind in beide Richtungen 5 mm linearer Hub drin.
Dadurch und aufgrund seiner günstigen TSP kann es der Kleine auch in wenig Volumen ein wenig krachen lassen.

Die beiden Exemplare die ich bekommen habe, messen sich so gut wie identisch:


Beide brechen aufgrund der Alu-Membran bei ca. 22 kHz stark auf (ca. 10-15 dB über Normalpegel), was ich aber nicht sinnvoll darstellen kann, weil das Kalibrierfile meines Messmikros bei 20 kHz aufhört. Ist mir aber relativ egal was da oben passiert, bin ja keine Fledermaus .

Ich habe den FR89-EX mit STEPS in zwei Lautstärken geplagt: Einmal mit 2,83 V, was ungefähr 85 dB entspricht, einmal mit 10 dB mehr, also knapp 9 V oder 95 dB.

Klirr bei 2,83 V:


Der Klirr liegt überall deutlich unter der Hörschwelle, das Chassis arbeitet voll im linearen Bereich.

Klirr bei 9 V:


Hier kommt das Chassis im Bereich von 100 hz an seine Grenzen, den K3 der da explodiert hört man auch deutlich. Aber man darf nicht vergessen, dass es sich hier um einen 3-Zöller handelt, dem man 95 dB bei 100 hz abverlangt!

Der Hochtöner

Die ND20-FA6 von Dayton ist ja relativ bekannt. Gewählt habe ich die wegen der kleinen Abmessungen und dem allgemein guten Ruf.



Wiederum tadellose Paargleichheit:



Auch die ND20 musste ein paar Klirrmessungen über sich ergehen lassen, allerdings nur bei 2,83 V, also etwa 90 dB:



Generell relativ hoher K2, dafür vorbildlicher K3 oberhalb von 2 kHz. Mit 3-kHz-Trennung sollte der problemlos seinen Job tun.

Zum Abschluss noch HT und TMT im unbeschalteter, pegelrichtiger Gegenüberstellung.



Die ND20 muss also etwas eingebremst werden. Der Gesamtwirkungsgrad wird bei etwa 84 dB/Watt (1m) liegen, im Bass etwas weniger.

Bezugsquellen

Der FR89 (~40 € und die ND20 (10-20 € sind relativ gut zu bekommen, die größeren deutschen Händler wie Intertechnik oder Strassacker haben die im Programm. Bei der Peerless 830878 (~10 € ist das etwas schwieriger, ich habe die auf dem deutschen Markt nicht ausfindig machen können. Fündig wurde ich in den Niederlanden, bei Europe Audio. Die Weichenbauteile sind fast ausschließlich Standardbauteile, bis auf die Querspule im Hochtonzweig (siehe unten).
Da ist es aber absolut kein Problem, eine standardmäßige Spule der richtigen Induktivität mit höherem Drahtdurchmesser zu verwenden, und die benötigte ohmsche Komponente durch einen Serienwiderstand zu ergänzen.

[Violoncello]

Die Weiche

Auf dem Treffen in München war ja bereits die erste Version der Weiche zu hören. Seitdem habe ich noch einiges an Messungen gemacht und einige Versionen der Weiche ausprobiert. Der aktuelle und (vorerst mal ) finale Stand sieht so aus:



Also prinzipiell eine 18dB-Weiche mit Vorwiderstand im Hochtonzweig. Der Tiefpass ist sehr standardmäßig, im Hochpass musste ich etwas "tricksen", um den Eigenheiten der ND20 gerecht zu werden.

Die Weiche ist derzeit extern und freifliegend aufgebaut. Alles etwas improvisiert, was die Bastelkiste eben hergab - die Spulen sind selbst gewickelt, die Widerstände und Kondensatoren zusammengestückelt.



Die Spulen im TMT-Zweig sind aus 1mm-Draht gewickelt, die Spule im HT-Zweig aus 0,22mm-Draht. Dazu waren 250 Windungen um einen 8x8mm-Spulenkörper nötig. Das ergibt dann ziemlich genau 4,7 Ohm Innenwiderstand, sodass ich mir den ansonsten benötigten Serienwiderstand sparen konnte.

Ich bin noch nicht ganz sicher, ob ich die Weiche dann schlussendlich in die Gehäuse einbaue, oder in eine externe Weichenbox.

Diese Weiche ergibt folgenden elektrischen Frequenzgang:



Messungen

Und das kommt akustisch (unter -30°) raus (Blau einzeln, Rot Summe, Grün verpolt):



Die Trennfrequenz ist mir etwas tiefer gerutscht, eigentlich hatte ich vor bei 3 kHz zu trennen. Aber da wollte das alles nicht nicht so richtig zusammenpassen. Bisher hat sich die etwas tiefere Trennung noch nicht negativ bemerkbar gemacht, ich ja mit 18 dB/Oct trenne und der HT bei Trennfrequenz schon stark abgesenkt ist.

So, schön und gut soweit, nur wie sieht es unter Winkeln aus?

Dazu hab ich erstmal ein schönes buntes Bildchen:


Vermessen wurde die linke Box (also die, bei der der HT etwas weiter rechts sitzt).
Positive Winkel bedeuten eine Drehung der Box nach rechts (->außen aus Sicht des Hörers), sodass der HT sich ein wenig vom Mikro entfernt.
Negative Winkel bedeuten eine Drehung der Box nach links (->innen aus Sicht des Hörers), sodass der HT sich dem Mikro ein wenig nähert.

Aufgenommen wurden die Winkelmessungen in 1 m Entfernung, sodass der leicht variierende Abstand des HTs zum Mikro keine Rolle spielen sollte.

Für die negativen Winkel das Ganze nochmal etwas weniger bunt (15°-Schritte):


Man sieht man recht deutlich die Kantenreflexionen, die auf Achse ein wenig hineinpfuschen. Wie man sieht, habe ich diese nicht mit der Weiche ausgeglichen, sondern mehr auf ein ausgeglichenes Energieverhalten geachtet. Hört man unter Winkeln (z.B. 30°, rote Kurve), verschwindet diese Welligkeit.

Und dann war ich mal mutig und hab auch vertikale Winkelmessungen gemacht. Das kam dabei heraus:



Negative Winkel sind "nach unten", positive "nach oben".

Die Auslöschungen bei der Trennfrequenz sind natürlich unvermeidlich, aber gar nicht mal sooo tragisch wie ich finde.

Das wäre es zur Technik soweit gewesen, falls ich nichts vergessen habe. Ich werde vermutlich noch ein paar Sachen ergänzen und dann auch ein paar subjektive Eindrücke hinzufügen. Aber vorerst wäre ich mal fertig und freue mich ab jetzt über Kommentare, Fragen, Anregeungen oder wonach euch der Sinn steht .

[Lenni]

Hallo Violoncello,

ich finde das sieht nach einem ganz hervorragenden kleinen Lautsprecher aus. Toll dokumentiert und prima Messwerte.

Hast du mal geschaut, ob man die Weichenbauteile mit diesen Werten direkt bei einem der deutschen Vertriebe bekommt?

Wie könnte eine alternative BR-Version aussehen?

Viele Grüße,
Lenni

[timo]

gefällt mir REIN optisch sehr gut, Messtechnisch auch sehr gut erfasst, ... ich hätte wohl einen anderen Hochtöner genommen, so einen von Vifa aus der ne-line
http://www.lautsprechershop.de/chassis/v...#h_ne-line
http://www.lautsprechershop.de/pdf/vifa/...200vc4.pdf
oder
http://www.lautsprechershop.de/pdf/vifa/...200vs4.pdf

die gefallen mir im Hochton extrem gut, ...
den Dayton hatte ich im Treffen bei Bernd gehört, hat mir persönlich nicht so im Superhochton gefallen, vielleicht lag es auch nur an der Abstimmung???

Aber der Dayton passt natürlich alleine vom Preis her sehr viel besser ins Projekt.

Gruß Timo

[Alexander]

Oh ja, gefällt sehr.

Würde ich mir am liebsten sofort neben den Rechner stellen. Sehr schön dokumentiert auch

Wie hast Du die Fräsung um Beide Treiber hinbekommen?

lg

[Violoncello]

Hast du mal geschaut, ob man die Weichenbauteile mit diesen Werten direkt bei einem der deutschen Vertriebe bekommt?

Bis auf die Spule im HT-Zweig sind das alles Standardbauteile. Die gibts in jedem besseren DIY-Geschäft.
Bei IT gibts z.B. eine 0,56mH-Spule mit 0,65 Ohm. Da würde man dann eben noch 4,05 Ohm (oder halt 3,9 Ohm, um bei gängigen Werten zu bleiben) seriell schalten und gut ist.

gefällt mir REIN optisch sehr gut, Messtechnisch auch sehr gut erfasst, ... ich hätte wohl einen anderen Hochtöner genommen, so einen von Vifa aus der ne-line

Die Vifas hatte ich mir auch angesehen, sah aber anhand der Datenblätter nicht die Notwendigkeit, das 4-fache dafür auszugeben . Zumal der pegelmäßig limitierende Faktor hier sicherlich immer noch der TMT ist.

Wie hast Du die Fräsung um Beide Treiber hinbekommen?

Mit Zirkel und Lineal aufs Holz aufgezeichnet. Dann mit Fräszirkel und Parallelanschlag mit der Fräse "nachgefahren". Man darf nicht zu viel drüber nachdenken, dass eine unbedachte Bewegung reicht um das Gehäuse zu ruinieren, dann klappts .

Aber vielleicht bringst du sie ja zu einem der Nächsten nochmal mit!?

Je nachdem wann ich während einem Treffen denn mal wieder im Lande bin... aber dann gerne .

[DemonCleaner]

thumbs up!

schönes böxchen, schon dokumentiert

[Putzi]

Super gemacht, gefällt mir sehr gut :prost:

[hoschibill]

Ich durfte die Kleinen ja auf dem "Königstreffen" hören. Kleiner Lautsprecher, großes Kino. Definitiv ein tolles Projekt und sehr schön umgesetzt.

LG
Olli

[Faderlezz]

Ich durfte sie ja auch beim Treffen hören. Fand ich sehr gut! Klanglich hat es meinem Geschmack auf jeden Fall getroffen.

Auch Handwerklich sehr gut umgesetzt mit der Fräsung :thumbup:

LG

[DYNABLASTER]

Ja, man sollte auch ein bissl "out of the Box" denken

[ventura]

Ja sollte man ;-) Muss aufpassen, dass es nicht off topic wird. Die Box ist in der Tat prima, schönes Abstrahlverhalten. Man könnte sie tatsächlich verkaufen. Auch die Rundungen sehen schon sehr professionell aus. "Little Wonder" gibt es auch schon, übrigens...

Jetzt fehlt nurnoch das finish. Du könnstest es mal mit "sanden" probieren, das kann sehr edel aussehen, ist aber ne Schweinerei!

[bilmes]

Finds schade dass du sie umbenannt hast. Bzw. jetzt hat sie ja gar keinen Namen mehr!

Nenn sie doch "My", "Mikro" oder "Mikron" - und alles ist gut!

[ventura]

Ich finds auch schade, weitere Namensvorschläge im "Reste" Thread . . .

[Violoncello]

Bitte in diesem Thread nichts mehr über die Namensgebung - hier soll es um die vorgestellte Box gehen und nicht um Kleinlichkeiten. Die haben im OffTopic Platz:
http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showt...php?t=6015

[Violoncello]

Um wieder den Bogen zum Thema zu schlagen, möchte ich nun nach ein paar Wochen mit den Böxlein ein paar subjektive Eindrücke schildern.

Die letzten Wochen mussten sie meine Hauptboxen ersetzen, da mein DSP derzeit nicht einsatzfähig ist.

Dazu standen die Kleinen leicht erhöht auf dem Schreibtisch (Hörabstand ca. 1 Meter) und damit zusätzlich auch wandnah. Diese Aufstellung ist natürlich was eine stabile Ortung anbelangt nicht besonders optimal. Trotzdem ist zumindest mir in diesem Zusammenhang nichts negativ aufgefallen. Instrumente sind da wo sie sein sollen, das passt.

Um die Frage zu beantworten, die mir privat jemand gestellt hatte: Nein, in dieser Aufstellung ist der Mittelton keineswegs zu stark. Die Abstimmung ist entweder auf wandnah oder auf Subunterstützung mit aktivem Hochpass (der dann noch untenrum noch ein wenig manipulieren kann) ausgelegt. Im Freifeld oder mitten im Raum wären Bass und Grundton sicher etwas dünn, aber wer stellt sich Boxen dieses Kalibers mitten in den Raum?

Tonal find ich nichts auszusetzen, bin aber auch der Überzeugung, dass feine tonale Unterschiede nichts als Gewöhnungssache sind. Jedenfalls gibt es in meinen Ohren keine gravierenden Fehler.

Zuerst hab ich immer noch einen aktiven Angst-Hochpass vor dem Verstärker gehabt, später dann nicht mehr. Der Fountek und die PM lassen sich auch von Tiefbass nicht wirklich aus der Ruhe bringen. Klar, viel rauskommen tut <80 hz nicht mehr, aber es kommt auch nicht zu unkontrollierem Luftschieben. Ich führe das auf die doch recht starke Bedämpfung des Gehäusevolumens zurück. Pegelmäßig bringen sie jedenfalls auch ohne Hochpass bei Musik fürs Nahfeldhören für mich mehr als ausreichend.

Auch am Klavier machen die sich echt gut wie ich finde, man vermisst untenrum erstaunlich wenig. So ab dem großen C bleibt dann natürlich der Grundton auf der Strecke, aber der erklingt ja auch bei einem echten Klavier kaum. Immer wieder sehr faszinierend, wie zwei so kleine Quader ein so großes Instrument erzeugen können .

Als ein weiteres Experiment habe ich mir ein aktive Weiche zusammengesteckt, HP 2. Ordnung, TP 4. Ordnung bei 100 hz und meine beiden Visaton GF200 als Sub verwendet. Natürlich war die Trennung nicht optimal und auch die Bassqualität im Raum ließ ohne Entzerrung etwas zu wünschen übrig. Aber es zeigte mir, dass mit Hochpass bei 100 hz enorme Pegelreserven drin sind. Der limitierende Faktor ist dann ganz eindeutig die elektrische Belastbarkeit des FR89, was einem Dauerpegel von 95-100 dB entspricht, Spitzenpegel auch darüber.:eek:

Wenn man die Boxen wirklich rein auf den Sat/Sub-Betrieb auslegt, könnte man die Abstimmfrequenz auch etwas höher legen und damit bei 100 hz die Membran noch etwas entlasten. Wirklich nötig ist das aber nicht und man beeinträchtigt damit natürlich die Performance ohne Sub.

[SNT]

hallo Jonathan,

Mach was Schönes draus und bringe Sie das nächste Mal nochmal zum Treffen mit! Die Teile sind es wert!

Vielleicht können wir dann die Böxchen mal mit einem Sub probehören.

[crisp]

Hallo Violoncello,

kannst Du bitte noch ein wenig mehr dazu schreiben wie man das blöde Gewicht an der Passivmembrane los wird?

Habe mir auch diese Passvmembranen bestellt und stehe ein wenig ratlos davor...

Grüße und Danke.

[monoton]

Hallo Violoncello,

da schließe ich mich meinem Vorposter an.
Ich habe das Teil auch hier liegen, beim Gedanken
an den Bohrer richten sich meine Rückenhaare auf!

Wie hast Du es denn nun gemacht?
(Lass uns bitte nicht dumm Sterben)

LG
Peter