Komplizierter Charme - Teil 2

Die Geschichte von T+A begann mit Stromleitungen, die Designer schon vor vielen Jahren faszinierten. Später wurden sie an den Rand gedrängt, so dass wir alle paar Jahre solche Gehäuse sehen, was uns wiederum erlaubt, uns an das Prinzip ihrer Funktionsweise zu erinnern.

Nicht alle T+A (Lautsprecher)-Designs waren und sind leistungsorientiert. ÜbertragungsleitungDer Name der Criterion-Serie ist jedoch für immer mit dieser Lösung verbunden, die das Unternehmen seit 1982 perfektioniert. In jeder Generation waren das ganze Serien mit leistungsstarken Vorzeigemodellen, viel größer als heute, aber wie die größten Dinosaurier ausstarben. So sahen wir Konstruktionen mit zwei Tieftönern, 30 Lautsprechern, Vierwege- und sogar Fünfwege-Schaltungen (TMP220), Gehäuse mit ungewöhnlichen akustischen Schaltungen, auch mit darin platzierten niedrigen Frequenzen (zwischen einer Kammer mit einem Loch oder einer geschlossenen Kammer und einem langen Labyrinth). - zum Beispiel TV160).

Bei diesem Thema – einem Labyrinth unterschiedlicher Ausführungen von Stromleitungen – sind die Designer von T+A so weit gegangen wie kein anderer Hersteller. In den späten 90er Jahren verlangsamte sich jedoch die Entwicklung hin zu weiteren Komplikationen, Minimalismus kam in Mode, systemisch einfache Designs gewannen das Vertrauen von Audiophilen, und der „durchschnittliche“ Käufer hörte auf, die Größe der Lautsprecher zu bewundern, nach denen sie immer häufiger suchen etwas Schlankes und Elegantes. Daher hat es im Lautsprecherdesign einen gewissen Rückschritt gegeben, teils gesunder Menschenverstand, teils abgeleitet von neuen Marktanforderungen. Reduzierte und die Größe und "Durchgängigkeit" und die interne Anordnung der Rümpfe. Dennoch hat T+A das Konzept der Power Line Improvement nicht aufgegeben, ein Engagement, das aus der Tradition der Criterion-Serie stammt.

Das Gesamtkonzept eines Lautsprechergehäuses als Transmissionline ist jedoch keine T+A-Entwicklung. Es bleibt natürlich viel älter.

Das idealisierte Übertragungsleitungskonzept verspricht einen akustischen Himmel auf Erden, erzeugt in der Praxis jedoch schwerwiegende unerwünschte Nebenwirkungen, mit denen man nur schwer umgehen kann. Sie lösen keine Fälle beliebte Simulationsprogramme – schwieriges Trial-and-Error muss noch verwendet werden. Ein solches Problem hat die meisten Hersteller eher davon abgehalten, nach rentablen Lösungen zu suchen, obwohl es immer noch viele Bastler anzieht.

T+A nennt seinen neusten Übertragungsleitungsansatz KTL (). Der Hersteller veröffentlicht auch den Gehäuseteil, der leicht zu erklären und zu verstehen ist. Abgesehen von einer kleinen Mitteltonkammer, die natürlich nichts mit der Transmissionline zu tun hat, wird die Hälfte des gesamten Volumens des Gehäuses von einer unmittelbar hinter den beiden Tieftönern gebildeten Kammer eingenommen. Er ist mit dem zum Auslass führenden Tunnel „verbunden“ und bildet gleichzeitig eine kürzere Sackgasse. Und alles ist klar, obwohl diese Kombination zum ersten Mal erscheint. Dabei handelt es sich nicht um eine klassische Freileitung, sondern um einen Phasenwender – mit einer Kammer mit einer gewissen Nachgiebigkeit (immer abhängig von der Fläche, die daran „schwebt“, also bezogen auf die Fläche der zum Tunnel führenden Öffnung) und ein Tunnel mit einer bestimmten Luftmasse.

Diese beiden Elemente erzeugen einen Schwingkreis mit fester (nach Masse und Suszeptibilität) Resonanzfrequenz - genau wie bei einem Phasenwender. Charakteristischerweise ist der Tunnel jedoch außergewöhnlich lang und hat eine große Querschnittsfläche für einen Phaseninverter – was sowohl Vor- als auch Nachteile hat, so dass diese Lösung in typischen Phaseninvertern nicht verwendet wird. Die große Oberfläche ist ein Vorteil, da sie die Luftstromgeschwindigkeit reduziert und Turbulenzen beseitigt. Da es jedoch die Nachgiebigkeit stark verringert, erfordert es aufgrund seiner Verlängerung eine Erhöhung der Masse des Tunnels, um eine ausreichend niedrige Resonanzfrequenz herzustellen. Und ein langer Tunnel ist ein Nachteil in einem Phaseninverter, da er das Auftreten von parasitären Resonanzen provoziert. Gleichzeitig ist der Tunnel in CTL 2100 nicht so lang, dass er die gewünschte Phasenverschiebung der tiefsten Frequenzen verursacht, wie in einer klassischen Übertragungsleitung. Der Hersteller selbst wirft dieses Problem auf und erklärt:

„Die Transmissionline bietet deutliche Vorteile gegenüber einem Bassreflexsystem, erfordert aber ein extrem fortschrittliches Design (…), der Schallweg hinter den Tieftönern (in der Transmissionline) muss sehr lang sein – wie bei einer Orgel – sonst werden die tiefen Frequenzen nicht generiert werden.“

Es ist wirklich interessant, dass der Hersteller bei der Erstellung einer solchen Erklärung diese nicht nur nicht einhält, sondern auch Material (Fallabschnitt) veröffentlicht, das diese Diskrepanz bestätigt. Glücklicherweise werden tiefe Frequenzen nur durch die Wirkung einer Übertragungsleitung erzeugt, sondern einfach durch ein verzögertes Bassreflexsystem, das „auf seine eigene Weise“ vorteilhafte Phasenverschiebungen einführt, ohne dass ein Tunnel mit einer Länge erforderlich ist, die mit der erwarteten Grenzfrequenz korreliert - dies hängt von anderen Systemparametern ab, hauptsächlich von der durch Nachgiebigkeit und Masse diktierten Helmholtz-Resonanzfrequenz. Wir kennen diese Zäune (auch als Stromleitungen dargestellt, was sie glamouröser macht), aber Tatsache ist, dass T + A etwas anderes hinzugefügt hat - denselben kurzen toten Kanal, der seit der Parade nicht mehr hier war.

Solche Kanäle finden sich auch in Fällen mit Übertragungsleitungen, aber klassischeren ohne Kommunikationskamera. Sie bewirken, dass die vom Blindkanal reflektierte Welle phasengleich zurückläuft und damit die ungünstigen Resonanzen des Hauptkanals kompensiert, was auch bei einem Phaseninvertersystem sinnvoll sein kann, da sich in diesem auch parasitäre Resonanzen ausbilden. Diese Vorstellung wird durch die Beobachtung bestätigt, dass der Blindkanal halb so lang ist wie der Hauptkanal, und dies die Bedingung für eine solche Interaktion ist.

Zusammenfassend ist dies keine Übertragungsleitung, höchstens ein Phasenwender mit einer bestimmten Auflösung, wie man ihn von manchen Übertragungsleitungen kennt (und wir sprechen nicht von einem längeren Kanal, sondern von einem kürzeren). Diese Version des Phasenwenders ist originell und hat ihre Vorteile, insbesondere wenn das System einen langen Tunnel erfordert (nicht unbedingt einen so großen Abschnitt).

Ein entscheidender Nachteil dieser Lösung in den von T+A vorgeschlagenen Proportionen (bei einem so großen Tunnelquerschnitt) ist, dass das Tunnelsystem etwa die Hälfte des Gesamtvolumens des Gehäuses einnimmt, während Konstrukteure oft unter dem Druck stehen, dies zu begrenzen Größe der Struktur auf einen Wert unterhalb des Optimums einstellen, um die besten Ergebnisse zu erzielen (mit festen Lautsprechern).

Daraus lässt sich schließen, dass auch T+A die Transmissionline satt hat und mit Gehäusen aufwartet, die eigentlich die Rolle von Phasenwendern spielen, aber dennoch edle Lines für sich beanspruchen können. Der Tunnel ging durch die Bodenwand, so dass ausreichend hohe (5 cm) Spikes benötigt wurden, um eine freie Druckverteilung herzustellen. Dafür ist aber auch eine Lösung bekannt ... Phasenwender.

Übertragungsleitung auf einen Blick

Hinter den Tieftönern befindet sich eine große Kammer, und nur von dort gehen Tunnel - einer ist kürzer, am Ende geschlossen, der andere länger, mit einem Ausgang in der Bodenplatte.

Ausgangspunkt für die Transmissionline-Einhausung war die Schaffung idealer akustischer Bedingungen zur Dämpfung der Welle von der Rückseite der Membran. Diese Art von Gehäuse musste ein nicht resonantes System sein, aber nur, um die Energie von der Rückseite der Membran zu isolieren (die nicht "einfach" frei abstrahlen durfte, weil sie mit der Vorderseite der Membran in Phase war ). ).

Jemand wird sagen, dass die Rückseite der Membran frei in offene Trennwände strahlt ... Ja, aber die Phasenkorrektur (zumindest teilweise und frequenzabhängig) wird dort durch eine breite Trennwand bereitgestellt, die den Abstand von beiden Seiten der Membran unterscheidet der Zuhörer. Aufgrund der weiterhin großen Phasenverschiebung zwischen der Abstrahlung von beiden Seiten der Membranen, insbesondere im tiefsten Frequenzbereich, ist der Nachteil einer offenen Schallwand ein geringer Wirkungsgrad. Bei Phaseninvertern regt die Rückseite der Membran den Resonanzkreis des Körpers an, dessen Energie nach außen abgestrahlt wird, aber dieses System (der sogenannte Helmholtz-Resonator) verschiebt auch die Phase, so dass die Resonanzfrequenz des Körpers über den gesamten Bereich höher ist, ist die Abstrahlphase der Vorderseite der Lautsprechermembran und der Bohrung mehr - weniger kompatibel.

Schließlich ist ein geschlossenes Gehäuse die einfachste Möglichkeit, die Energie von der Rückseite der Membran zu schließen und zu unterdrücken, ohne sie zu nutzen, ohne die Impulsantwort (resultierend aus dem Resonanzkreis des Bassreflexgehäuses) zu beeinträchtigen. Aber selbst eine so theoretisch einfache Aufgabe erfordert Sorgfalt - die im Inneren des Gehäuses emittierten Wellen treffen auf seine Wände, bringen sie zum Schwingen, reflektieren und erzeugen stehende Wellen, kehren zur Membran zurück und führen Verzerrungen ein.

Theoretisch wäre es besser, wenn der Lautsprecher die Energie von der Membranrückseite ungehindert an das Lautsprechersystem „übertragen“ könnte, das diese vollständig und problemlos dämpft – ohne „Rückkopplung“ auf den Lautsprecher und ohne Vibration der Gehäusewand . Theoretisch erzeugt ein solches System entweder einen unendlich großen Körper oder einen unendlich langen Tunnel, aber ... das ist eine praktische Lösung.

Ein ausreichend langer (aber bereits fertiger), profilierter (zum Ende hin leicht verjüngender) und gedämpfter Tunnel schien diesen Anforderungen zumindest zufriedenstellend zu genügen und besser zu funktionieren als die klassische geschlossene Hülle. Aber es erwies sich auch als schwierig zu bekommen. Die niedrigsten Frequenzen sind so lang, dass selbst eine wenige Meter lange Übertragungsleitung sie fast nie übertönt. Es sei denn natürlich, wir "verpacken" es mit Dämpfungsmaterial, was die Leistung auf andere Weise beeinträchtigt.

Daher stellte sich die Frage: Soll die Übertragungsleitung am Ende enden oder offen bleiben und die dort ankommende Energie abgeben?

Fast alle Powerline-Optionen - sowohl klassisch als auch speziell - haben ein offenes Labyrinth. Es gibt jedoch mindestens eine sehr wichtige Ausnahme - das Gehäuse der originalen B&W-Nautilus mit einem am Ende geschlossenen Labyrinth (in Form eines Schneckenhauses). Dies ist jedoch in vielerlei Hinsicht eine spezifische Struktur. Gepaart mit einem Tieftöner mit sehr niedrigem Gütefaktor fällt die Verarbeitungscharakteristik zwar glatt, aber sehr früh ab, und in einer so rohen Form ist es überhaupt nicht geeignet - es muss korrigiert, verstärkt und auf die zu erwartende Frequenz entzerrt werden, was erfolgt durch die Nautilus aktive Frequenzweiche.

Bei offenen Übertragungsleitungen geht der größte Teil der von der Rückseite der Membran emittierten Energie nach außen. Die Arbeit der Leitung dient teilweise der Dämpfung, die sich jedoch als wirkungslos herausstellt, und teilweise – und daher immer noch sinnvoll – der Phasenverschiebung, aufgrund derer die Welle zumindest in bestimmten Frequenzbereichen abgestrahlt werden kann , in einer Phase, die ungefähr der Phasenstrahlung von der Vorderseite der Blende entspricht. Es gibt jedoch Bereiche, in denen die Wellen dieser Quellen fast gegenphasig austreten, sodass Schwächen in der resultierenden Charakteristik auftreten. Die Berücksichtigung dieses Phänomens verkomplizierte das Design weiter. Es galt, die Länge des Tunnels, Art und Ort der Dämpfung mit der Reichweite des Lautsprechers zu korrelieren. Es stellte sich auch heraus, dass im Tunnel Halbwellen- und Viertelwellenresonanzen auftreten können. Außerdem müssen Übertragungsleitungen, die sich in Gehäusen mit typischen Lautsprecherproportionen befinden, selbst wenn sie groß und hoch sind, "verdrillt" werden. Deshalb ähneln sie Labyrinthen – und jeder Abschnitt des Labyrinths kann seine eigenen Resonanzen erzeugen.

Die Lösung einiger Probleme durch eine weitere Verkomplizierung des Falles führt zu anderen Problemen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie keine besseren Ergebnisse erzielen können.

In einer vereinfachten Analyse, die nur das Verhältnis von Labyrinthlänge zu Wellenlänge berücksichtigt, bedeutet ein längeres Labyrinth eine längere Wellenlänge, wodurch die günstige Phasenverschiebung zu niedrigeren Frequenzen verschoben und seine Leistung verbessert wird. Beispielsweise erfordert die effizienteste 50-Hz-Verstärkung ein 3,4-m-Labyrinth, da die Hälfte der 50-Hz-Welle diese Strecke zurücklegt und der Tunnelausgang schließlich phasengleich mit der Vorderseite der Membran abstrahlt. Bei der doppelten Frequenz (in diesem Fall 100 Hz) bildet sich jedoch die gesamte Welle im Labyrinth, sodass der Ausgang in einer Phase direkt gegenüber der Vorderseite der Membran abstrahlt.

Der Konstrukteur einer so einfachen Übertragungsleitung versucht, Länge und Dämpfung so aufeinander abzustimmen, dass der Verstärkungseffekt ausgenutzt und der Dämpfungseffekt reduziert wird – aber es ist schwierig, eine Kombination zu finden, die die doppelt so hohen Frequenzen deutlich besser dämpft . Schlimmer noch, der Kampf gegen Wellen, die „Anti-Resonanzen“ induzieren, also auf die resultierende Kennlinie (in unserem Beispiel im Bereich von 100 Hz) zusammenbrechen, mit noch stärkerer Unterdrückung, endet oft in einem Pyrrhussieg. Diese Dämpfung wird reduziert, wenn auch nicht eliminiert, aber bei den tiefsten Frequenzen geht die Leistung durch die Unterdrückung anderer und in dieser Hinsicht nützlicher Resonanzeffekte, die in dieser komplexen Schaltung auftreten, auch erheblich verloren. Betrachtet man sie in fortgeschritteneren Designs, sollte die Länge des Labyrinths auf die Resonanzfrequenz des Lautsprechers selbst (fs) bezogen werden, um eine Entlastungswirkung in diesem Bereich zu erzielen.

Es stellt sich heraus, dass es sich entgegen den anfänglichen Annahmen über das Fehlen des Einflusses der Übertragungsleitung auf den Lautsprecher um ein akustisches System handelt, das noch stärker als ein geschlossenes Gehäuse eine Rückkopplung vom Lautsprecher und einen ähnlichen Phaseninverter aufweist - es sei denn natürlich, das Labyrinth ist nicht verklemmt, aber in der Praxis klingen solche Gehäuse sehr dünn.

Bisher bedienten sich Konstrukteure verschiedener „Tricks“, um Antiresonanzen ohne starke Bedämpfung – also mit effektiver Niederfrequenzabstrahlung – zu unterdrücken. Eine Möglichkeit besteht darin, einen zusätzlichen "blinden" Tunnel (mit einer Länge, die streng an die Länge des Haupttunnels gebunden ist) zu erstellen, in dem eine Welle einer bestimmten Frequenz reflektiert wird und in einer solchen Phase zum Ausgang läuft, um dies zu kompensieren ungünstige Phasenverschiebung der Welle, die direkt vom Lautsprecher zum Ausgang führt.

Eine andere beliebte Technik besteht darin, hinter dem Lautsprecher eine „Verbindungskammer“ zu schaffen, die als akustischer Filter fungiert, der die niedrigsten Frequenzen in das Labyrinth lässt und die höheren heraushält. Allerdings entsteht auf diese Weise ein resonantes System mit ausgeprägten Phaseninverter-Eigenschaften. Ein solcher Fall kann als Phaseninverter mit einem sehr langen Tunnel mit sehr großem Querschnitt interpretiert werden. Für Gehäuse, die als Bassreflex fungieren, eignen sich theoretisch Lautsprecher mit niedrigem Faktor (Qts), für eine ideale, klassische Transmissionline, die den Lautsprecher nicht berührt, hohe, sogar höher als in geschlossenen Gehäusen.

Allerdings gibt es Zäune mit einer „Zwischenstruktur“: Im ersten Teil hat das Labyrinth einen deutlich größeren Querschnitt als im nächsten, kann also als Kammer betrachtet werden, muss aber nicht … Wenn das Labyrinth gedämpft ist, es verliert seine Phaseninverter-Eigenschaften. Sie können mehr Lautsprecher verwenden und diese in unterschiedlichen Abständen von der Steckdose aufstellen. Sie können mehr als einen Sockel machen.

Der Tunnel kann auch zum Ausgang hin verbreitert oder verengt werden…

Es gibt keine offensichtlichen Regeln, keine einfachen Rezepte, keine Erfolgsgarantie. Es stehen noch mehr Spaß und Entdeckungen bevor – weshalb die Broadcast-Linie immer noch ein Thema für Enthusiasten ist.

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