hifi-klangservice

optimaler (Lautsprecher)Klang durch phasenentzerrte 
Breitband-Lautsprecher und TIM freie Verstärker,
für jede Musikrichtung im Wohnzimmer                 

herzlich willkommen bei

hifi-klangservice   -  Der Service für Membran-Vorauskorrektur nach PFLEID  (TPS)

Reparaturen von PFLEID FRS20 Elektronik, Tuning, eigene Entwicklungen und Eigenbau-Projekte

Abb.1 neues TPS-Modul

 Das neue TPS-Modul (engl. TPS = Transducer Preset System; Membran-Vorauskorrektur) für höchsten Klang-Anspruch! Es wird je nach Einbauart mit unterschiedlicher Steckkontaktleiste und immer mit Präzisions-Buchsenkontakten als Gegenstück geliefert, um den Service zu erleichtern. Damit können originale TPS-Module für PFLEID PP100 oder FRS20 R(S) aktiv ersetzt werden. Tuning oder Reparatur, oder Eigenbau-Projekte wie Entzerrung oder Preamp-Entzerrer sind möglich. Der Vorteil: Diese neuen Module sind absolut TIM-frei, Verzerrungsfreiheit mit 0,00005% pro Einzel-IC garantiert. Line-Treiber Eigenschaften für Kabelverbindungen aller Art, egal wie lang oder welcher Qualität, der beste Klang bleibt erhalten, "Cinch-Kabelklang" wird eliminiert, Kabel-Diskussionen sind daher Unsinn. Neueste Burr Brown ICs - die Garantie! Lesen Sie dazu mein PDF TIM-Verzerrungen.  Warum der Name "Membran-Vorauskorrektur? Die auf das jeweilige eingebaute Chassis bezogenen Korrekturen laufen im Signalweg immer ab, und sind nicht Bestandteil einer Regelung, die erst einen wenn auch kleinen Fehler braucht, um dann (zu spät) den bereits entstandenen Fehler zu korrigieren. Daher auch die sofortige Korrektur, die durch die eingemessenen Werte immer auch zur Echtzeitkorrektur führt. Durch die (festen) Koeffizienten in der Entzerrung "weiß" diese Schaltung schon vorher, was korrigiert werden muss.  Diese bestehen aus (bei normalen Werten, sonst durch Parallelschaltung mehr) 8 Widerständen und 3 Kondensatoren.

Ob High End Eigenbau oder Service für diesen, fragen Sie nach! Bei Reparaturen an PFLEID-Boxen der FRS20 Reihe sind klangliche Verbesserungen - je nach Aufwand - nicht nur hörbar, sondern machen aus den Vollbereichs-Punktstrahlern wieder funktionierende, noch besser klingende Schätze. Mehr dazu unter Service.

Membran-Vorauskorrektur, Phasenfehler, Phasenentzerrung,  Punktschallquelle, was ist das?

 Viele Hersteller streben nach dem Klang des Vorbildes, dem idealen Breitbänder, Punktschallquelle für allerbeste Ortung der Instrumente und Stimmen. Mit beträchtlichem Aufwand sollen dann Mehrweg-Boxen und viel Technik diese Ergebnisse erreichen. Doch warum?

Membran-Vorauskorrektur (TPS) für zeitrichtiges Hören. PFLEID-Tuningservice. Breitband-Chassis mit Membran-Vorauskorrektur auch für Eigenbau-Boxen. Atemberaubende Stimmung durch scheinbar trägheitslose Membranen. Klangreferenz auch für Ihr Wohnzimmer!

Abb.2 oben ohne Entzerrung, akustisches Rechtecksignal entstellt, unten Rechtecksignal mit Entzerrung bei 150 Hz (Bass-Mitteltöner)

 Bescheid wissen. Alles hören! Vom Ursprung bis zum Ohr. Zusammenhänge erkennen: Wenn ein Lautsprecher im Nahfeld im musikalisch wichtigen Bereich sogar Rechtecksignale akustisch abstrahlt, ist sein Übertragungsverhalten optimal. Bei Verstärkern oder CD-Playern selbstverständlich, aber bei Lautsprechern Schwachpunkt oder gar unmöglich. Doch korrekte Phasen- und Amplituden-Frequenzgänge ergeben immer auch Rechtecksignalfähigkeit. Hierbei werden die tiefen oder Grund-Töne und alle dazugehörenden Obertöne garantiert zur gleichen Zeit addiert und somit der Originalklang eines oder mehrerer Instrumente erreicht. Oder im Umkehrschluss, wenn ein Rechteck so gut wie möglich übertragen werden kann, sind Amplitudenfrequenzgang und dazu der Phasenfrequenzgang einwandfrei. Gleichzeitig wird bei Stereo-Wiedergabe eine präzise Raumortung erreicht, welche dann eine "punktgenaue" Erkennbarkeit der Instrumente und Stimmen ermöglicht, ein präzises Bühnenbild bei optimalen Aufnahmen ist das Ergebnis und überrascht immer aufs Neue. Ebenfalls werden Ein- und Ausschwingvorgänge korrekt und unterliegen nicht den sonst frequenzabhängigen Veränderungen wie zu hohe oder zu geringe Amplitude bis hin zur deutlichen Verzerrung. Diese sind umso wichtiger, also die korrekte Form, damit jedes Instrument oder Geräusch korrekt abgebildet wird und die Erkennbarkeit - was man hört - auf das absolut natürliche Niveau kommt. Burst-Messungen wurden schon von PFLEID dazu veröffentlicht (s. S. Konzepte).

 Sie wünschen detaillierte Infos zur Technik, Prinzip und angebotenen Services? Kostenlose Infos zu diesen Bereichen per PDF-Mail (Anhang) und Antworten stehen Ihnen per Anforderung dann zur Verfügung.

 Diese PDF-Dateien (im Formular die wichtigsten PDF-Dateien) werden zwar aktualisiert, dennoch als Info zu bestimmten wesentlichen Betrachtungen und zum Verständnis der Thematik sind diese sehr hilfreich. Hier werden zum Teil simulierte Zusammenhänge klar verständlich. Sollten Sie bestimmte Infos wünschen, die nicht im Formular enthalten sind, bitte im Textfeld die Thematik benennen, wenn möglich, erhalten Sie dazu Infos. Weitere Infos zu Themen wie Doppler-Effekt, Preamps mit Line-Treiber-Eigenschaften, TIM-Verzerrungen bei Impedanzwandler usw. können gern angefragt werden.  In jedem Fall erhalten Sie Antwort.

Ich freue mich über Ihre Nachricht.

 

 Beweis sind die nach Furier analysierten Zusammenhänge: Wenn ein dynamischer Lautsprecher (Bild 2, hier Bass-Mitten) die Rechteckwiedergabe akustisch durch entsprechende TPS-Entzerrung aufgeprägt bekommt, kann er als perfekt betrachtet werden. Ein Rechteck (im Nahfeld wenige cm vor der Membran gemessen) ist der Beweis, dass die Amplitude und Phase übereinstimmt. Im nicht entzerrten Zustand (oben) wird das eingespeiste Rechtecksignal völlig entstellt - Beweis für falsches Übertragungsverhalten. Im unteren Bild-Teil dafür ausgeglichene Wiedergabe.

 Der Versuch einer "einfachen Erklärung": Warum sind die Effekte, also falsches Übertragungsverhalten, und damit Phasenfehler bei Lautsprechern? Der Hauptgrund sind durch die konstruktiven Vorgaben bedingte Masse-Feder-Dämpfungs-Schwingsysteme. Gekennzeichnet durch die Thiele-Small-Parameter. Die eigentlichen Probleme wie Trägheiten und Resonanzprobleme über den Frequenzbereich sind dynamischer Art. Die Feder (aus Luftfeder im eingebauten Zustand sowie die mechanische Feder der Zentrierung) und die Masse der Membran, teils der Sicke und der Schwingspule bilden einen "Widerstand" gegen ungehemmtes Schwingen. Das ist zwar nötig, jedoch wirkt es bei unterschiedlichen Frequenzen und unterschiedlicher Schnelle sehr verschieden. Und damit auch in Abhängigkeit von Einbauvolumen wie Einbauart und Eigenschaften des Chassis selbst. Damit erklärt sich auch der nötige Einmessvorgang und der damit verbundene (dauerhafte) Abgleich der TPS-Koeffizienten (außerhalb des Moduls). Und der Umstand, dass jede Einmessung bzw. Anpassung an das jeweilige Chassis samt Einbau speziell dafür gemacht ist. Damit können auch relativ kleine Boxen ungeahnten Tiefbass und sehr ausgeglichenes Übertragungsverhalten "aufgeprägt" bekommen. Ein unschätzbarer Vorteil!

Damit die Musik bleibt was sie ist, und Phasenfehler nicht diese Darbietung zum Zufallsereignis werden lässt, nachfolgend eine grundsätzliche Betrachtung der Verhältnisse zum Einstieg.

 Phasenfehler vermeiden! Erst wenn Lautsprecher den Schall zeitrichtig abstrahlen, ist es Musik. Zeitrichtig? Um falschen Auslegungen zu begegnen, gemeint ist stets, dass alle Einzeltöne einen gleichzeitigen Startzeitpunkt aufweisen, würde man zig Töne damit phasenstarr gleichzeitig starten, wie in Abb. 8 (s. weiter unten). Damit treffen sich auch alle Töne mit ihrem eigenen Nulldurchgang im Nulldurchgang des tiefsten Tones wieder. Stimmen die Impulse, stimmt die Stimmung. Phasenfehlerquellen sind: Aufnahmefehler, Lautsprechersysteme und Frequenzweichen in Mehrwegsystemen. Nur ohne Phasenfehler sind Ortung und Impulse wie im Original.  Daher wird die Betrachtung bei der Aufnahme, welche allerdings sich unserem direkten Einfluß entzieht, genau so betrachtet wie die Situation bei der Lautsprecher-Wiedergabe, wo unser Einfluß schon durch entsprechende Auswahl möglich ist und der optimalen Aufstellung(!) entscheidend geprägt wird.

 Bleibt zu hoffen, dass endlich von der Unsitte bei Stereo-Aufnahmen, den Raumhall mit aufnehmen zu wollen bzw. das, was man dazu mischt und für solchen halten soll, Abstand genommen wird. Denn im Konzert hört man den Hall auch nicht von vorn, sondern von der Seite, von hinten oder oben, diffus aus dem Raum. Wer diese Signale aber in eine 2-kanalige Aufnahme hineinzwängt, liefert akustisch minderwertige Ergebnisse. Wenn Haupt- und Stützmikrofone ein und dasselbe Instrument gleichzeitig aufnehmen, werden damit sozusagen dem Hörer "die Ohren lang gezogen", denn wer hat schon seine Ohren vor und gleichzeitig im Orchester?! Der optimale Weg ohne diese Einschränkungen wird gezeigt - s. PFLEID-Recording - Marot-Mixing. Das bloße dazumixen von Hall in die beiden Stereokanäle sorgt nicht nur für falschen Klang, es hört sich auch so an, als würde man nicht im, sondern nur an der Tür zum Konzertsaal sein. Die gute Akustik sollte durch richtige Heim-Aufstellung und Handhabung gestaltet werden. Leider - so muss ich feststellen, sind aber viele Tonmeister der Meinung, was hier gehandhabt wird, als ungeeignet einzustufen, vielleicht auch, weil die "genehmigte Meinung" es vorschreibt. Offenbar ist man der Meinung, lieber den Weg in Richtung Dolby X.XY ungelöst zu gehen. Man will eigentlich nur "Geld verdienen", Versuch und Irrtum eingeschlossen. Sehr musikalische Verstärker sind bestens geeignet, weil der fehlende Hall den Klang der Instrumente ohne diese Zutaten ehrlicher macht. Musik unverfälscht übertragen und gute Akustik daheim sind die guten Zutaten, und der feine Klang wird Realität.
Negativbeispiele sind oft Orchesteraufnahmen mit Klavier. Das Klavier ist über die gesamte Basisbreite zu hören und so breit wie das Orchester selbst. Ausnahme: PFLEID-Recording-Aufnahmebeispiele

 Phasenfehler bei Lautsprechern sind hörbar! Ob lascher oder extrem impulsiver Klang, ob verschmierte oder punktgenaue Raumortung, das sind Auswirkungen! Denn die Addition aller Töne zur richtigen Zeit macht den Unterschied. Bei richtigem Phasengang entsteht bei Impulsen die richtige Leistung und die richtige Ortung im Raum. Daher sollen auch bei Mehrweg-Lautsprechern innerhalb der eigenen Übertragungsbandbreite für jedes Einzelchassis, der Übernahmebereiche und des gesamten Bereiches keine Phasenfehler auftreten. Derartige Forderungen dürften aber mit Sicherheit preisliche Konsequenzen haben.  Und damit wird auch deutlich, dass passive Mehrweg-Lautsprecher nie diese Forderungen in der Gesamtheit erreichen. Besitzt ein System einen linearen Phasengang, dann weist es eine konstante Gruppenlaufzeit auf, so die Theorie. Unter Gruppenlaufzeit wird bei Schwingungen auch die "Einhüllende" verstanden (Hochfrequenztechnik). Da aber die Abstrahlzentren der Mehrweg-Chassis stets auch (Ausnahme Koax) über- oder nebeneinander und vielleicht auf gleicher Schallwandebene auch noch indirekt "hintereinander" sind, entstehen unterschiedliche Einzellaufzeiten zum Hörer. Hier entsteht die nächste Problematik. Wo ist der dann festzulegende "Punkt", an dem sich alle Einzellaufzeiten gleichzeitig phasenlinear "treffen"? Am linken Ohr, am rechten Ohr, am Hörplatz, wie weit nach links oder rechts noch "gleich"? Und die Frage, die stets dabei im Hintergrund bleibt, was passiert mit den wichtigen 1. schallstarken Reflexionen des Wiedergaberaumes, denn bei stereo soll dieser auch eine "angenehme" Eigenakustik aufweisen?! Die damit verbundenen sehr aufwändigen und nicht so einfachen Lösungen machen den Preis aus, das Ergebnis mit Fragen und Beweisen sei dahin gestellt. Der akustisch bessere, eindeutige Weg entzerrter Breitband-Lautsprecher (ev. mit Tiefbassunterstützung, da die extrem langen Tiefbasswellen ohnehin im Raum sofort reflektiert werden und die Wellenlänge relativ problemlos eine lösbare Aufgabe darstellt) stellt immer sicher, egal wo der Hörer sitzt (dennoch in der Hörzone versteht sich), alle Einzeltöne erreichen die Ohren gleichzeitig. Bei stereo hört man es bei richtigen Aufnahmen sofort, man ist im Geschehen eingebunden. Der Begriff "geschlossene" Wiedergabe kann hier benutzt werden.

 Bedenkt man die teils sehr hohen Preise für Musikinstrumente, also ein ganzes Orchester beispielsweise scheint "unbezahlbar" zu sein (und die einzelnen Instrumente wohl auch), und deren Qualität, so ist es gerade zu absurd, wenn man bei der Frage, wie viel darf denn die Anlage für zu Hause kosten, nur auf den Preis setzt. Aber auch dieser sagt nicht viel aus. Gute Qualität im Klang soll den Preis bestimmen! Der Autor hat Eigenentwicklungen voran gebracht. Die Sites sowie die per Anforderung erhältlichen PDF-Dateien werden entsprechend aktualisiert.

● Phasenfehler sind nur bei ihrem ersten Auftreten deutlich hörbar. Geschieht diese erste Verfälschung des Signals aber bereits vor der eigentlichen Hörprobe, bei der Phasenfehler ermittelt werden sollen, dann sind jene Phasenfehler, die durch weitere Signalveränderungen entstehen, nicht mehr die erste Verzerrung und deswegen nicht mehr zu hören.

● Dies ist der Fall, wenn in der Aufnahme bereits Phasenfehler enthalten sind. Dann lassen sich weitere, nachträglich hinzugekommene Phasenverfälschungen als solche nicht mehr erkennen.

● Ebenso verhält es sich, wenn man das Klangmaterial über Lautsprecher hört, die nicht phasenkorrigiert arbeiten oder gar als Mehrwegsysteme ausgeführt sind.

● Dasselbe gilt für Tonstudios, in denen man den Frequenzgang der Lautsprecher auf den Hörplatz hin linearisiert: Dabei gehen bereits die Natürlichkeitsempfindung und die reale Ortbarkeit verloren, und wenn man dann noch weitere Phasenfehler hinzufügt, sind diese nicht mehr erkennbar.

● Außerdem sind Phasenfehler nicht hörbar, wenn man Hörtests mit künstlichen Signalen (z.B. Rauschen) durchführt, bei dem weder eine Natürlichkeitsempfindung noch eine reale Ortung verloren gehen kann. (Auszug aus
www.pfleid.de) 

Abb. 4 TPS-Prinzip, linke Seite Amplitude, rechts Phase

 Im linken Bild sieht man die Prinzip-Anordnung. Das im Preamp-Umfeld eingeschleifte TPS-Modul (komplett mit allen Koeffizienten-Einstellungen) wird vor die Endstufe geschaltet. Die Verbindungen TPS - Preamp sind entweder als kurzer Signalweg zur Endstufe bei auftrennbaren Verstärkern oder per Tape-Monitor-Schaltung möglich. Die dazu nötigen Cinch-Leitungen sind mit dem neuen Modul völlig unkritisch. Bei Anschluss hinter einem Preamp kann das neue Modul unbedenklich auch entfernte Endstufen über längere Cinch-Leitungen ansteuern, Line-Treiber-Eigenschaften machen es möglich. Außerdem ist es extrem rausch- und klirrarm sowie frei von TIM. Wird das Modul als "innerer" Baustein mit allen Koeffizienten-Bauteilen (bei Eigenbau auch für "große" Kondensatoren Platz einplanen...) als Preamp-Entzerrer genutzt, sind umfangreiche Planungen wichtig. In einem abrufbaren späteren PDF erhältlich. Damit kann ein relativ einfacher, höchst effizienter Preamp mit extrem guten klanglichen Eigenschaften entstehen

Abb. 5 TPS Modul mit Koeffizienten als Analog-Entzerrer

 Da die Frage TIM-Verzerrungen über Klangneutralität entscheidet, so wie früher oder noch immer die teils falsch geführten Diskussionen um Röhren- oder Transistorklang, oder ob ICs geeignet sind, Musik zu verstärken oder wie immer nutzbar sind, betone ich es ausdrücklich: Dieses Modul kann es - ohne Einschränkungen, und damit selbst im Studio wenn gewollt! Bei defekten Original-Modulen wird dieses Modul grundsätzlich als Austauschmodul verwendet. Fragen Sie nach! Für Selbstbau-Projekte mit Breitbandlautsprechern bestens geeignet, kann es entweder von mir per Einmessung angepasst werden bzw. die Koeffizienten ermittelt werden - was natürlich die fertige Box zur einmaligen Einmessung voraussetzt. Da die Einmessung wenige cm vor der Membran mit Rechtecksignalen und Sinus-Kontrolle erfolgt, kann danach unabhängig von Raummoden für die optimale Aufstellung der Boxen vor der längeren Wandseite mit möglichst großem Abstand zu den Seitenwänden und der Rückwand für beste akustische Ergebnisse gesorgt werden. Da die einzelnen Operationsverstärker in einer komplexen Zusammenarbeit stehen, sind die Einzelklirrwerte der OPVs in der Gesamtschaltung sogar noch geringer, und zwar so gering, dass diese ohnehin nicht mehr von Bedeutung sind. Ebenso das geringste Restrauschen, diese Module können ohne Bedenken direkt eine Endstufe ansteuern, sofern normale Pegel anliegen. Lediglich symmetrische Ansteuerungen würden eine zusätzliche absolute TIM-freie und Line-Treiber-gerechte Ansteuerung benötigen, welche hier ebenfalls als einfacher Zusatz denkbar ist, allerdings nicht auf dem vorhandenen Modul integriert. Im einfachsten Fall kann eine solche Anordnung im Input durch ein Lautstärke-Poti und als Erweiterung mit Quellenwahl versehen werden, und schon ist ein Entzerrer-Preamp denkbar. Fernbedienung kann ebenso durch Bausätze oder Eigenbau erreicht werden. Absoluter High End - Klang ist damit sicher. Unsummen müssen nicht eingeplant werden, wenn auch eine gewisse Ausgabe sich nicht vermeiden lässt. Im Gegenwert ist aber der reine Klang als stetige Verfügbarkeit - egal für welche Musik - und somit ein langlebiger Aspekt. Die Einmessung erfolgt immer mit Elektretmikrofon unmittelbar vor der Membran. Dabei wird versucht, stets eine möglichst über einen weiten Frequenzbereich lineare Amplitude zu erreichen, bezogen auf den Endzustand. Die Rechteckform soll dabei so gut wie möglich sein.

TPS, warum also einem dynamischen Lautsprecher(chassis) auf die "Sprünge" helfen? 

 Dynamische Lautsprecher, der "Denkfehler" an sich? Oder warum dynamische Lautsprecher den Klang verfälschen.

Physik: Impuls = Masse x Geschwindigkeit!   Musiksignale enthalten Impulse. Sie sollen 1:1 in Schall umgesetzt werden! Träge, federgeführte, massebehaftete Systeme wie dynamische Lautsprecher können dies jedoch nicht korrekt umsetzen. Jedes dynamische Chassis leidet prinzipbedingt darunter!  Da immer eine Masse (Membran) bewegt wird, sind Massenträgheiten die Folge. Und die Musik? Sie wird verfälscht. Wenn man den dynamischen Lautsprecher erklären soll, fällt nicht jedem sofort auf, dass da eine Feder (Luftkomprimierung im Gehäuse sowie Membran-Zentrierung) die Membran zurückschiebt oder bei der Auslenkung bremst. Diese Gegenkraft zu überwinden erfordert aber (zusätzliche!) Korrektur-Energie. Die eingespeiste Energie (Musik, Tonsignale) entspricht (Aufnahme, Generatoren) also der natürlichen Schallvorlage. Doch diese allein führt zu fehlerhaften Klängen in Verbindung mit dynamischen Lautsprechern. Die Membran-Hin-und Rückführung erfolgt mit der eingespeisten (Musik)Energie nicht zur dazu passenden Zeit, da zusätzliche Federsysteme (Rückführungsmechanik) überwunden werden müssen, es entstehen hörbare Fehler. Betrachtet man die Gleichzeitigkeit von höchsten und tiefsten Frequenzanteilen eines Impulses, wird logisch, dass in der Praxis der dyn. Lautsprecher hier extrem zeitverzögert reagiert. Denn die eingebauten Mechanismen wirken wie Bremsklötze. Bedenkt man die Praxis, mit Mehrweg-Lautsprechern den Problemen zu begegnen, fällt auf, dass man zwar im jeweiligen Teilfrequenzbereich teils gute Ergebnisse bekommt (weil die jeweiligen Bremsklötze auch nur für die jeweils konstruktiv bedingte Teilmasse wirken müssen), jedoch im Gesamtergebnis neue Fehler. Doch genau auf das Gesamtergebnis, also was unsere Ohren dann zu hören bekommen, kommt es an! Es sind zig tausende Mehrwegboxen am Markt, jedoch die grundsätzlichen Lautsprecher-Probleme zeigen auch, sie klingen alle unterschiedlich. Die Stereoortung wird verschmiert, während bei reinen Breitbändern, die allerdings erst nach einer nachfolgend beschriebenen Entzerrung im Ergebnis zur Signaltreue führen, dieser Punkt völlig überrascht, man taucht in das Geschehen ein und Stereo wird scheinbar zur neuen "Erkenntnis" im Hören!

Abb. 6 momentane Membran-Richtung bei der Auslenkung

Fälschlicherweise denkt man zuerst an die negative Halbwelle des Signals, welche die Membran zurückschiebt. Die Richtungsumkehr der Membran soll bereits einsetzen, wenn die Amplitude kleiner wird, wird sie wieder größer, soll wie gehabt in die andere Richtung ausgelenkt werden! Sonst werden klangliche Fehler erzeugt! Betrachtet man nur die sinusförmige Auslenkung, so muss die Richtungsumkehr der Membranbewegung bei 90Grad Phasenwinkel erfolgen, die Polarität durchläuft bei 180Grad die Nulllinie und dann beginnt erst die Stromrichtungsumkehr! Die Auslenkungsrichtung (Musiksignale, Additionen unterschiedlicher Frequenzen) muss sich unabhängig von der Polarität des treibenden Stromes ändern.  Die allgemeine Erklärung, der Polaritätswechsel des treibenden Stromes würde die Rückwärtsbewegung der Membran bewirken, ist grob und unzureichend. Natürlich, die Federkraft hat einen zurückschiebenden Effekt, doch logischerweise mit erheblichem Schlupf bzw. auf dem Hinweg mit Bremswirkung, und stets unterschiedlich in der Wirkung - je nach Schnelle und Frequenz. Damit sind die linearen Verzerrungen vorprogrammiert.

Also muss die (träge) Masse mit der Federkraft und der Aufhängung der Membran (Sicke) zusammen trägheitslos schwingen(!), so wie es das Signal vorgibt. Doch geht das so wirklich, oder hinkt die Membran nur hinterher? Bei unterschiedlicher Schnelle oder Frequenz ergeben sich fatale Fehler. Spätestens hier dürfte jeder sich fragen, wie es physikalisch zu einem originalen Schwingungsabbild kommen soll. Das damit entstandene Masse-Feder-Dämpfungs-Schwingsystem hat eine Resonanzfrequenz und unterliegt immer frequenz- und schnelleabhängigen Abweichungen vom Input! Es bleiben nur die (elektronische) zusätzlichen Korrektur-Maßnahmen zur Abhilfe übrig! Nur eine originale Abbildung mit richtiger Kurvenform und ihr zeitliches Verhalten - also auch die Frage, wann die Impulse bei verschiedenen Instrumenten, die gleichzeitig gespielt werden, hörbar werden - sind als Zielstellung korrekt. Sonst wird lediglich eine Annäherung mit "geschmacklicher" Frage übrig bleiben. Und für Mehrweg-Lautsprecher gilt dies ebenso, da die Einzelchassis nicht vorbehaltlos ohne diese Zeitfehler innerhalb des ihnen zugewiesenen Frequenzbereichs arbeiten. Denn auch kleine Zeitfehler sind Zeitfehler. Und ein Impuls wird dadurch mehr oder weniger verfälscht.

Doppler-Effekt - Nachteil bei Breitband-Lautsprechern?

Oft als Nachteil von "Wissenden" erklärt, aber meiner Meinung nach ein Trugschluss! Denn das Beispiel mit dem fahrenden Auto von hinten nach vorn am Hörer vorbei erzeugt eine hörbare Tonhöhenmodulation (FM), aber basiert auf einem Entfernungs-Abstand, der dann auf Membranen bezogen "grob fahrlässig" ist. Denn ein Effekt wird einfach unterschlagen: Die von der Breitband-Membran bei Bässen teils heftige Hubauslenkung zwingt zwar die Quelle der Höhen, nämlich die Kalotte als Abstrahlpunkt auch zu diesem "Tanz" auf der Basswelle (Entfernungsänderung zum Hörer), und soll die Theorie begründen. Jedoch wird bei getrennten Chassis (Tiefton, Hochton) in unmittelbarer Umgebung der Boxenschallwand eine Tieftondruck-Modulation der Höhen in gleicher Weise in der Umgebungsluft hervorrufen. Wenn schon die Luftdruckänderungen als spürbare Luftströmung von der Membran-Gehäuse-Oberfläche mit der Hand als "Wind" empfunden wird, dann wird dieser nicht vor den Hochtonschwingungen vom Hochtöner halt machen. Denn ein Mikrofon würde es zeigen, dass die Höhen genau so auf den Tieftonwellen "tanzen". Denn die Tieftonschwingungen werden von der Box als Kugelwellen in alle Richtungen abgestrahlt. Gleichzeitig ist die Ausdünnung der Druckwellen im Raum auch nahe der Box bereits so stark, dass der Effekt am Ohr normale Verhältnisse besitzt. Ein gleich lauter Kopfhörer, fast immer Breitbänder, welcher bei tiefen lauten Tönen auch einen sichtbaren Hub macht, wird aber kaum wegen Doppler-Effekte kritisiert! Würde die Lautstärke vom Breitbandlautsprecher am Ohr genau diese Lautstärke des Kopfhörers haben, korrekte Arbeitsweise mit TPS angenommen, wäre diese Welle in der Frage der Doppler-Effekte ähnlich. Nur passt es den Gegnern als Argument "gut in den Kram", den Breitbändern die Qualität abzusprechen. Ich will nicht behaupten, dass die damit mögliche FM-Modulation nicht da wäre, sondern nur ausdrücken, dass zwischen gleich großen Breitbändern und Bass-Chassis keine wesentlichen Unterschiede diesbezüglich auftreten. Ein zusätzlicher Tieftöner als Erweiterung ist dennoch möglich zur Hubreduzierung oder bei gleichem Hub zur Tieftonsteigerung bzw. Erweiterung im Frequenzgang, und sogar ohne Frequenzweiche.

Basierend auf dieser Erkenntnis wurde das PFLEID-Chassis entwickelt. Die Navi-Membran aus Papier ist mit einem Gummiring versehen, welcher die sonst übliche Staubschutzkalotte - hier aber aus Titan, dünn und sehr leicht - von der Papiermembran (Mitten und Bass) in zwei Bereiche trennt. Der Antrieb der Schwingspule auf einem Metallschwingspulenträger mit Luftschlitzen und die Kalotte bilden den starren Teil des Schwingungs-Verbund. Der Gummiring ist die schwingungstechnisch "langsamere" Verbindung zur Papiermembran. Bei höheren Frequenzen übernimmt die Kalotte die Abstrahlung ohne die Papiermembran, weil die Gummimolekülkette den schnellen Schwingungen nicht folgen kann. Diese strahlt erst mit der Kalotte gemeinsam, wenn die Frequenz tief genug wird. Da bei allen Frequenzen aber die gleiche Masse schwingt, bzw. der Antrieb nicht "zart" wie bei reinen Hochtönern üblich ist, muss eine Kompensation der schwingenden Masse elektronisch (TPS) vorgeschaltet werden. TPS kann damit auch diese Nachteile einbeziehen. Schwingungstechnisch bzw. gehörmäßig fällt auf, dass die Hochtonwiedergabe besonders impulsiv wirkt, und mit den Tuning-Maßnahmen den eindeutigen Zuwachs an Klangqualität erfährt. Eine Frequenzweiche entfällt deshalb.

Abb. 7 das 20er FRS-Chassis

 Die Frage, Kompromisse bei der Konstruktion wie zu leichte Membranen oder sehr massearme Antriebe zu benötigen, um noch Hochtonwiedergabe zu ermöglichen bis oder über 20 kHz konnte hier umgangen werden. Denn TPS war Vorbedingung. Aber auch andere (erhältliche) Breitbänder können damit linearer werden. Keinesfalls kann aber ohne schwerwiegende klangliche Fehler eine zu früh abfallende Kurve der Höhenwiedergabe zum Ende des Übertragungsbereiches mit normalen Klangstellern oder Equalizern korrigiert werden. Die Zeitgleichheit zwischen Bass und höchsten Höhen ist der wesentliche Hintergedanke. Auch Impulse (s. S. Konzepte) werden damit wesentlich beeinflusst bzw. erst möglich. Denn auch Obertonimpulse haben damit erst "Energieeffizienz".

 Zusammenhänge erkennen bringt mehr Nutzen 

Abb.8 Viele (hier nur 6) Töne mit richtiger Amplidude und gleicher Phase ergeben Rechtecksignal (gelb)

 Phasen- und Amplituden der Einzeltöne ergeben bei Gleichheit (alle Startzeitpunkte der Einzeltöne sind gleichzeitig) ein Rechtecksignal (gelb). Zwar ist hier noch wegen der Einfachheit und Übersichtlichkeit kein optimales Rechtecksignal vorhanden, wie im Bild 8, u. 9 deutlich wird, aber die Tendenz ist erkennbar: Je mehr einzelne Töne der oberen Bedingung entsprechen, je besser wird die Annäherung an ein ideales Rechteck. Daher kann auch mit der Rechtecksignal-Prüfung (ideales Rechtecksignal vom Generator) eine Überprüfung von Übertragungswegen und Wandlern deren Verhalten aufzeigen und Schwächen oder Fehler aufdecken. Erfüllt auch ein Lautsprecher diese Prüfung - ist er damit auch beweisbar im Phasen- und Amplitudenfrequenzgang hervorragend.

Abb. 9 zeigt resultierendes Rechtecksignal aus Abb. 8

 stimmt das Rechteck, stimmt der Klang!

Die Furier-Analyse als Grundlage gilt auch bei dynamischen Lautsprechern. Jedoch ist es auf Grund von zahlreichen konstruktiven Details grundsätzlich nötig, die schwingungstechnischen Eigenschaften durch TPS zu korrigieren. Je besser die konstruktiven Details sind (z. B. keine Bündelung), je besser die Ergebnisse. Kein dynamischer Lautsprecher klingt ohne Korrektur dieser schwingungstechnischen Eigenschaften richtig. Der Umkehrschluss, ein eingebautes Chassis mit Rechteckgenerator zu prüfen und mit TPS zu korrigieren ist daher der optimale Weg, unabhängig von Raummoden ein korrekt agierendes Chassis (Box) zu erhalten. Der von vielen Anbietern propagierte Weg über digitale Verfahren mit Raumkorrektur Mehrweg-LS zu optimieren, hat nur Gültigkeit am sehr eng begrenzten Hörplatz. Ferner ist es teils fraglich, wenn auch noch die 1. schallstarken Reflexionen des Wiedergaberaumes bei optimaler Aufstellung weggerechnet werden. Denn diese sind im Input nicht vorhanden. Weil diese dann auch bei räumlich ungünstiger Aufstellung helfen sollen (der "Wohnkultur" geschuldet), wird der Lautsprecher so entzerrt und der Raum gleich mit. Die Sterilität im Klang wird dann als "wunderbarer Fortschritt" gefeiert.  Und man hat gleich noch den schlechten Aufnahmen, nämlich jenen, denen 2 kanalig der Aufnahme-Hall dazu gemischt wurde, weil womöglich auch mit diesen Verfahren abgehört wird im Studio, einen Bärendienst erwiesen! Hierzu später abrufbares PDF. Bei den sich ständig neu orientierenden Dolby-Verfahren (weil es immer jeweils als Perfektion verkauft wird...) werden die Rauminformationen bekanntlich durch die zusätzlichen Lautsprecher abgestrahlt und somit als Signal-Inhalte extra übertragen. Da sind Raumeinflüsse natürlich nicht erwünscht, denen jeder Wiedergaberaum (Wohnraum) mehr oder weniger unterliegt. Die Frage Dämpfung zum Beispiel ist hier genau entgegen gesetzt zu Stereo. Der Wiedergabe bei Stereo sollte ein weniger bedämpfter Raum mit eigener guter Akustik(!) helfen! Die Aufstellung der Boxen vor der längeren Wand und mit möglichst ausreichend Abstand zu den Seitenwänden - schon ist der Klang gut. Denn die 1. schallstarke Reflexion - wenn auch mit kurzer Zeitspanne nach dem Direktschall - kann so für angenehme Akustik sorgen. Wird dagegen die schmale Seite genutzt, sind die Boxen viel zu nah an den Seitenwänden. Die Kurzzeitreflexionen sind dann ungeeignet für akustisch gute Ergebnisse, weil diese eine Überlagerung des Direktschalls vornehmen. Im Konzertsaal sind Reflexionen immer zeitversetzt nach dem Direktschall und nicht von vorn, sondern aus anderen Richtungen. Kurzzeitreflexionen an Gehäusen sind ebenfalls schädlich. Das gilt für Lautsprechergehäuse (Schallwand wie bei Center-Boxen) sowie bei eingeengter Aufstellung - wenn benachbarte Möbel oder sonstige Flächen den Schall reflektieren. Anders wäre es bei einer Einmessung der Lautsprecherbox (digital), wenn diese mit speziellem Prozessor vorgenommen würde, welcher ohne die Raumeinflüsse arbeiten sollte. Damit würde dann möglicherweise ein schalltoter Raum für die einmalige Einmessung dienen, und der spätere Betrieb die Raumeinflüsse im Abhörraum durch akustische Optimierung dosieren. Doch das ist ein Fall, der nicht den Selbstbau betrifft. Nach wie vor ist die optimale Aufstellung im Wohnzimmer vor der längeren Wandseite möglichst frei vor dieser und mit größerem Abstand zu den Seitenwänden die beste Variante.

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