Backloaded Horn - Fostex FE208E Sigma mit Fostex T90A

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HornJan
Neuling
#1 erstellt: 24. Mrz 2013, 14:56
So mein erster Beitrag hier.
Vor ca 1 Jahr nahm ich mir vor ein Backloaded Horn mal selbst zu konstruieren nachdem ich nun mehrfach Bauvorschläge gebaut hatte.

Planung:
Da ich hohe Dynamik und auch eine gewisse Maximallautstärke haben wollte, fiel die Wahl schnell auf ein 20cm Chassis. Da ich bereits seit längerem mit Fostex Chassis gute Erfahrungen gemacht hatte und den FFE 168E Sigma in seinem Bauvorschlag hören konnte, fiel mir die Entscheidung leicht und es wurde der 8 Zoll große Bruder. Da er auch von Fostex vorgeschlagen wird, entschied ich mich daraufhin auch für den T90A als Superhochtöner.

Von vornherein stand fest, dass es ein Backloaded Horn werden sollte und das es nur wenige Beschränkungen gibt was die maximale Größe angeht. So konnte ich mich voll entfalten und es wurde ein 226cm lange Horn mit einer Halsöffnung von 100cm² und einer Mundöffnung von 3000cm².

Freundlicherweise half mir der nette Herr Vollstädt bei Simulation verschiedener Funktionen. Bereits nach den ersten Simulationen stand fest, dass es ein konisches Horn wird mit minimaler Vorkammer für den 8 Zöller.
Da sich das Horn im Gehäuse nach oben öffnen sollte, war hier kein Platz für den T90A.
Daher wanderte dieser kurzerhand in der Schallwand unter den Breitbänder. Das mag ungewöhnlich wirken, funktioniert aber bisher erstaunlich gut.

Konstruktion:
Die Außenmaße waren schnell gefunden, die maximale Tiefe des Horns durfte eine halbe Plattenbreite des Rohholzes nicht überschreiten um den Verschnitt nicht exorbitant ansteigen zu lassen.
Um den Verlauf selbst zu konstruieren, berechnete ich kurzerhand den Durchmesser des Horns für alle 10cm. Diese Werte dann auf Leisten übertragen und diese alle 10cm an eine Schnur gebunden. So konnte man den Verlauf beliebig hin und herschieben und hatte binnen kürzester Zeit eine Vorstellung wie das Horn am Ende verlaufen wird.
Dimensionierung des Hornverlaufs

Daraufhin ging es an die Konstruktion von Schallwand und dem internen Trägervolumen um welches das Horn herum laufen sollte.
Gebaut wurde alles mit 20mm Buche Multiplex und mehrschichtig 7mm Biegesperrholz.
IMG_0029
IMG_0030

Auch der gesamte restliche äußere Verlauf wurde aus Buche Multiplex und dem Biegesperrholz gefertigt.
Die Außenwände bestehen jedoch aus 40mm Buche Multiplex.
IMG_0049

Das Endfinish besteht aus palisanderfarbiger Lackbeize und beigen Lack für den Hornverlauf.

Dämpfung:
Die Wände der Vorkammer wurden mit einem flauschigen Badvorleger (2 Euro aus dem Baumarktresteregal) bedämpft. Der Verlauf selbst ist an einigen Stellen noch mit Wolle bedämpft um Mitteltonanteile herauszufiltern.

Beschaltung:
Der 8 Zöller läuft ungefiltert im Horn. Der Hochtöner ist lediglich mit einem 1uF gefiltert und mittels eines Fostex Attentuators etwas abgesenkt.
Herausgeführt sind aber beide Signalleitungen getrennt um Bi-Wiring zu ermöglichen falls das mal notwendig sein sollte.

Erste Hörtests und Messungen:

Was soll ich sagen, wenn die Hörner etwas können, dann ist es Dynamik... ob man will oder nicht, sie zaubern einem sofort ein Lächeln ins Gesicht wenn man eine Drum CD oder Ähnliches einlegt.
Auch was Stimmen angeht ist es absolut ruhig und benötigt quasi keine Leistung (man merkt den hohen Wirkungsgrad sofort... bei dem angeschlossenen NAD C375BEE darf ich den Lautstärkeregler kaum anschauen, da hat man sofort Konzertpegel) .

Finales Bild:
DSC_0030

Nur bei hoher Lautstärke wurde es irgendwann stressig. Bei ersten Untersuchungen und Messungen mit REW 5.0 wurde schnell der Übeltäter gefunden. Das neue Zimmer hatte ungeheure Nachhallzeiten.
Diese wurden nun mit 10 Vicoustic Wavewood absorbern reduziert.
Weitere Messungen offenbaren einen Frequenzgang der weitaus schlimmer aussieht als sich die Hörner anhören.
messungen_rechts

So das war dann erstmal meine Vorstellung und die meines ersten eigenen Projektes.

Grüße,
Jan

P.S. Ich weiß nicht genau ob das hierhin gehört aber hat jemand eine Idee warum der Frequenzgang so schlecht aussieht. Wie gesagt, so schlecht wie es hier aussieht klingen sie gar nicht. Im Gegenteil.
WeisserRabe
Inventar
#2 erstellt: 24. Mrz 2013, 15:56
wie stark hast du die Messung geglättet? (sollte sich in der Software einstellen lassen)

Optisch sagt mir dein Horn sehr zu, das würde ich mir auch sofort ins Wohnzimmer stellen
HornJan
Neuling
#3 erstellt: 24. Mrz 2013, 16:08
Achso, hatte ich vergessen dazu zu schreiben:
Erstmal zum Messaufbau:

Beyerdynamic MM1 als Messmikro, Tascam US 122MKii als Soundkarte und Mikrophonspeisung und mein Notebook als Mess-PC. Alles kalibriert.
Die Messung geschah auf Nahfeld ~1m Entfernung, Mikrophon nach oben gerichtet, auf Höhe zwischen BB und HT.
Die Messung ist auf 1/12 Oktave gemittelt.

Vom Sitzplatz aus gemessen sieht der Frequenzgang noch um Einiges schlimmer aus aber das liegt wohl an dem Zimmer. Hab immernoch mit Reflektionen zu kämpfen.

Grüße,
Jan
PokerXXL
Inventar
#4 erstellt: 24. Mrz 2013, 17:01
Moin Jan

Imho ein gelungener Einstand um mit dem Posten hier zu beginnen.
Schöne Umsetzung einer Idee.
Vor allem die Geschichte mit der Konturfindung gefällt mir.
Ich bin zwar von den BB Fullrangegeschichten ab,aber der Meinung vom weisen Raben schließe ich mich an.

Greets aus dem Valley

Stefan
Tucca
Hat sich gelöscht
#5 erstellt: 24. Mrz 2013, 18:08
Hallo Jan,

tolles Projekt und erstklassige Umsetzung, Respekt, Respekt!

Nur bei hoher Lautstärke wurde es irgendwann stressig.

Bei Deiner Messung fällt mir auf, daß der Bereich zwischen 2 und 8kHz für mein Empfinden etwas überbelichtet ist. Gerade der obere Bereich könnte für die "Stressigkeit" verantwortlich sein, ein breitbandiger, milder Sperrkreis könnte hier Abhilfe schaffen.
Über die Senken würde ich mir keine Gedanken machen, die fallen im Gegensatz zu Spitzen/ Überhöhungen nicht nervig auf.
Der T90A scheint mit etwas unterbelichtet.
Ich habe in einem Fostex- pdf einen Frequenzschrieb Deines BBs mit dem T900A gefunden, siehe Bild unten rechts.Das sieht Deinem Messschrieb sehr ähnlich und lässt mich vermuten, daß der Hochtöner etwas mehr Pegel vertragen könnte. Möglicherweise macht auch der Einsatz eines 1,5µF Kondensators, den Fostex als Variante zum 1µf Kondensator für den T90A angibt, Sinn, um den Einbruch bei 9kHz zu glätten.

Grüße,

Michael


[Beitrag von Tucca am 24. Mrz 2013, 18:31 bearbeitet]
HornJan
Neuling
#6 erstellt: 24. Mrz 2013, 19:09
Vielen Dank für die Tipps.

Also die Überhöhung zwischen 2-5kHz kommt vom 208E Sigma selbst, die hat er schon im Original Messdiagramm.

Die zweite Überhöhung kommt mir so vor als würde sie aus einer Summierung von HT und BB kommen... daher hatte ich überlegt den HT nicht tiefer (mit 1,5uF) sondern sogar höher zu trennen... das sollte den Bereich auch entschärfen.

Hab mal Einzelmessungen angehängt. Frequenzgang von 500Hz bis 21kHz.
htundbb

lila = HT allein
blau = BB allein
grün = Summe

Wenn ich das richtig deute wäre es vielleicht sogar von Vorteil den Breitbänder ab 8kHz noch rauszunehmen mit einem kleinen Tiefpass. Damit würde ich die Arbeit komplett dem HT überlassen. Und im Gegenzug vorsichtig den HT noch ein wenig weiter oben getrennt (Hauptsache ich bastel mir da nicht selbst ein Loch).

Dass der HT zu leise ist, ist ersichtlich, aber wenn ich ihn aktuell lauter drehe (der Attentuator hat momentan noch viel Spiel nach oben), dann stresst er mich sofort. Bin was Hochton angeht, sehr sensibel.
Habe mir für meinen Sonos Player einen Musical Fidelity VDACii - DA Wandler zugelegt, seitdem hab ich mehr als genug Hochton....

Grüße,
Jan
Tucca
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 24. Mrz 2013, 20:36
Hi Jan,

aber wenn ich ihn aktuell lauter drehe, dann stresst er mich sofort. Bin was Hochton angeht, sehr sensibel.

Das geht mir genauso.
Wie gesagt, (daß ist ein Erfahrungswert meinerseits,) der Bereich zwischen 5 und 8kHz hat mich schon des öfteren genervt. Bei Dir wäre das der Summenbereich von BB und HT, der ja in Deiner aktuellen Messung deutlich mehr Pegel zeigt. Evtl. spielt hier der Buckel bei 3,5kHz auch noch eine Rolle fürs nervige Hörempfinden.

Also die Überhöhung zwischen 2-5kHz kommt vom 208E Sigma selbst, die hat er schon im Original Messdiagramm.

Genau das meinte ich, da habe ich mich wohl nicht ganz klar ausgedrückt, den Sperrkreis meinte ich für den BB.

daher hatte ich überlegt den HT nicht tiefer (mit 1,5uF) sondern sogar höher zu trennen... das sollte den Bereich auch entschärfen.

Da hast Du Recht, falsche Denke meinerseits und ohne Kenntnis Deines Messschriebs geäußert.
In der HH4{2012 habe ich dazu noch etwas interessantes gefunden. Es geht um die Chassis FE163En-S und Fe168E Sigma im BK166, beide mit T90A. Hier wird der HT mit 0,33µF angekoppelt und zeigt so eine brauchbare Flanke, was bei Deiner Messung mit 1µF ja augenscheinlich nicht so ist.
Die BBs zeigen beide ab ca. 3kHz deutliche Membranresonanzen, eine Eigenart der Sigmas allgemein scheint es zu sein, daß diese auch noch besonders vies sein können. Deshalb wird in der HH auch ein Sperrkreis empfohlen. Eingesetzt in dem Bereich zwischen 2 und 5kHz (evtl, sogar etwas höher auslaufend), in Kombination mit einer höheren Trennung des HT, könnte da wirklich helfen.

Grüße,

Michael
WeisserRabe
Inventar
#8 erstellt: 24. Mrz 2013, 21:08
durch das Bi-Wiring kannst du die Weiche ja extern aufbauen und so lange verbessern bis du zufrieden bist.

Wenn du sie dann fertig hast stellst du sie irgendwo unauffällig ab
HornJan
Neuling
#9 erstellt: 24. Mrz 2013, 21:42
Bevor ich einen Sperrkreis einbaue, wird der erstmal simuliert ;).
Also kurzerhand mal mit Audacity ein paar Musikfiles per digitalem EQ angepasst und dann als EQ-Version direkt an den unveränderten Track hinten ran gehängt. So lässt sich der Unterschied sehr schnell per A/B Vergleich ausmachen.
Das ganze wiederholt mit verschiedenen kritischen Tracks und verschiedenen EQ Abstimmungen....

Erste Höreindrücke deuten daraufhin, dass ich nicht mehr als 3dB absenken sollte zwischen 3kHz und 8kHz. Bei einer Absenkung von 3kHz kann man bereits jetzt erkennen wohin die Reise mit einem Sperrkreis gehen kann und das klingt schonmal sehr vielversprechend. Es nimmt wirklich eine Menge Unruhe aus dem gesamten Klangbild. Man möchte sofort noch weiter aufdrehen .
Doch bevor an den Sperrkreis gedacht wird, arbeite ich erstmal noch an der Trennung der Hochtöner. Hab ja sogar noch verschiedene Kondensatoren zum spielen da.

Grüße,
Jan
HornJan
Neuling
#10 erstellt: 25. Mrz 2013, 15:16
So, da ich glücklicherweise gerade Urlaub habe, konnte ich mich den ganzen Vormittag mit dem Messen beschäftigen.

Begonnen habe ich mich dem Wechseln des Kondensators für den HT. Fix den 1uF gegen 0.68uF getauscht. Jeweils davor und danach gemessen. Ergebnis: Exakt der gleiche Frequenzgang, nur lediglich 2dB leiser. Da begann ich an mir zu zweifeln. Wie konnte es sein, dass der gesamte Frequenzgang so absinkt? Also hab ich den Gegenvergleich gestartet und den 1uF und den 0.68uF Cap parallel gelötet. Nun war der Frequenzgang qualitativ immernoch absolut der Gleiche, nur diesmal etwas lauter. Die ungewöhnlich wellige Form blieb.
Also weitersuchen.....
Der T90A wird ja mit einem kleinen Halter ausgeliefert damit man ihn frei oben auf das Gehäuse stellen kann. Ich hatte ihn jedoch bündig zur Lautsprecherfront versenkt. Spontan zog ich den HT heraus und siehe da... eine ganz andere Welt.

ht_vergleich

Obiges Bild zeigt 2x den selben Hochtöner, gleicher Pegel, gleiche Trennung (wieder zurück auf 1uF).
blau = HT bündig in der Schallwand
rot = HT 0.5cm herausgezogen

Nun lies sich der HT (obwohl er ja im Präsenzbereich nun einiges an Pegel zugelegt hatte) viel leichter an den Breitbänder anpassen. Nach ein paar Messungen noch die Phase gedreht (davor hat es kaum eine Rolle gespielt ob in Phase oder gegenphasig) und es wurde immer besser.
Nun ist der Buckel zwischen 5 und 8kHz erheblich abgeschwächt. Aktuell gibt es nur noch den zwischen 3 und 5kHz welcher vom 8Zöller kommt.

Quintessenz für mich ist es nun dem HT eine Art Ring zu verschaffen. Vielleicht bastel ich auch mal eine kleine Waveguide. Für den 8 Zöller wollte ich sowieso auch noch etwas bauen um irgendwelche Kantenbeugungseffekte etc zu minimieren. Es gibt noch viel zu tun.....

Grüße,
Jan
WeisserRabe
Inventar
#11 erstellt: 26. Mrz 2013, 00:14
klingt spannend, bitte halte uns auf dem Laufenden
HornJan
Neuling
#12 erstellt: 03. Apr 2013, 14:46
So es gibt ein paar Neuigkeiten. Der HT wird nun mit 12dB pro Oktave bei ca 8kHz getrennt. Das bringt schonmal ein ganzes Stück Ruhe ins Klangbild.
Was aber viel mehr brachte war der Sperrkreis für den Breitbänder, der mir diesen störenden Hügel bei 3-5kHz entfernte.

Nun kann ich endlich entspannter hören. Die Langzeithörqualität ist nun endlich so wie ich mir das vorstelle.

Nun noch den Hochtöner perfektionieren....

Grüße,
Jan


[Beitrag von HornJan am 03. Apr 2013, 14:47 bearbeitet]
Tucca
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 03. Apr 2013, 16:06
Tach Jan,

Der HT wird nun mit 12dB pro Oktave bei ca 8kHz getrennt. Das bringt schonmal ein ganzes Stück Ruhe ins Klangbild.

Das deckt sich letztendlich mit den Aussagen, die in der HH zum Hochtöner gemacht wurden. Unter 8kHz produziert er wohl jede Menge Klirr. Bei der Trennung nur mit einem 0,33µF- Kondi wird das wohl auch besser, aber der HT wird auch gleichzeitig viel leiser und die Flanke ist immer noch nicht wirklich gut. Warum hier nicht, wie Du es gemacht hast, ein Filter 2ter Ordnung empfohlen wird , ist mir letztendlich nicht klar.

Was aber viel mehr brachte war der Sperrkreis...

Tja, ein bißchen weinger Purismus ist manchmal mehr... Buckel in diesem Frequenzbereich sind richtig nervig!
Schön, daß Du deine Vorstellungen umsetzen konntest.
Grüße,

Michael
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