Betrachten wir uns mal wieder ein Detail des LS etwas genauer:
Die LS-Membran, Teil 1
Wie wir wissen, ist bei einem dynamischen LS-Chassis die Membran mit der Schwingspule verklebt. Da die Schwingspule in einen Magneten eintaucht, bewegt sich die Spule, wenn sie von einem Musiksignal durchflossen wird und überträgt somit die Bewegung direkt auf die Membran.
Jetzt können wir mit einem Blatt Papier einen ganz einfachen Versuch machen. Wir stupsen ein gerades Blatt in der Mitte an und können beobachten, wie es sich verformt. Jetzt reißen wir das Blatt ein, biegen es zu einer Art Trichter und stupsen an der Trichterspitze das Blatt an. Diesmal verformt sich nichts. Das heißt, die übliche Trichterform einer Membran ist einzig und allein der Stabilität geschuldet. Aber auch die Trichterform hat natürlich ihre Grenzen in der Stabilität, da ja im Gegensatz zu unserem Fingertest bei einem LS ganz andere "Geschwindigkeitsbereiche" vorliegen. Unter diesen Realbedingungen kann sich eine LS-Membran teilweise verformen. Der Fachmann spricht in dem Zusammenhang von Partialschwingungen. Diese Partialschwingungen können manchmal so extrem auftreten, dass sogar in einzelnen Bereichen der Membran eine gegenläufige Bewegung stattfinden kann und sich somit Auslöschungen bilden.
Man kann auch ganz wissenschaftlich sagen, dass die Partialschwingung einsetzt, wenn der größere/äußere Bereich (Ring) der Membran nur noch eine kleine longitudinale Bewegung ("echter" Vortrieb) aber eine große transversale Bewegung ausführt (in sich verbiegt). In einem Artikel bin ich sogar auf den Begriff Ringantiresonanzfrequenz gestoßen.
Das ist praktisch der "Zeitpunkt", wo der Techniker vom "Aufbrechen der Membran" spricht.
Neben einer bestimmten Formgebung werden auch unterschiedliche Materialien zur Minimierung dieses Verhaltens eingesetzt. Wie wirken sich diese unterschiedlichen Materialien aber aus?
Oftmals hört man in Gesprächen, dass der LS xy aggressive und nervende Höhen hat, der LS yz dagegen eher zurückhaltend klingt. Wie kommt das, wenn doch das Ziel grundsätzlich ein linearer Frequenzgang ist? Eigentlich müssten sich doch demnach die LS alle sehr ähnlich anhören, wenn der Frequenzgang halbwegs linear ist. Was ist dafür verantwortlich, dass ein LS "spitz und hart" klingt, ein anderer "weich und softig", obwohl der Messschrieb des Amplitudenganges das nicht hergibt?
Viele Zeitgenossen erkennen einen Zusammenhang zwischen dem verwendeten Membranmaterial und dem "typischen Klang". So werden Metallkalotten oftmals mit "spröde und hart", Seidenkalotten mit "weich und angenehm" assoziiert.
Da müssen wir aber etwas tiefer einsteigen. Eigentlich hat jedes Material, jeder Gegenstand und jedes mechanische und auch elektrische Konstrukt eine Resonanzfrequenz = Eigenfrequenz (viele von euch haben vielleicht schon mal in Filmberichten stark schwingende Brücken im Sturm gesehen; wir kennen "klirrende" Gläser im Schrank, wenn laute Musik gehört wird; der Helmholtzresonator.....)
Und so besitzt auch eine LS-Membran eine Resonanzfrequenz. Jetzt kommt es darauf an, wie ausgeprägt sie ist und in welchem Bereich diese Eigenresonanz liegt. Auf keinen Fall darf diese Frequenz natürlich in dem Bereich liegen, in dem unser LS-Chassis seine Arbeit verrichten soll. Also ist der Konstrukteur bemüht, diese Frequenz in Bereiche zu verschieben, die als "unschädlich" gelten. Beim Hochtöner wird dies in der Regel der Bereich weit oberhalb des Hörspektrums sein. Hier gilt der Grundsatz: je härter, kleiner und steifer die Membran, desto höher die Resonanzfrequenz. Und genau jetzt kommen die "exotischen" Materialien wie Titan, Keramik oder auch Diamant ins Spiel. Diese Materialien haben ein sehr hohes Masse-/Steifigkeits-Verhältnis, sind also bezogen auf ihr Gewicht sehr steif und ihre Frequenz, bei der sie aufbrechen, liegt meistens sehr hoch. Aber auch Kunststoffe oder geschäumte Alu-Membranen sind im Umlauf, mit diesen Materialien aber meistens im Tief-Mitteltonbereich.
Zwar kann die Eigenresonanz der Membran sehr weit "oben" liegen und trotzdem können Störungen im hörbaren Bereich entstehen. Das hängt damit zusammen, dass sich verschiedene Frequenzen, die von einem LS-Chassis abgestrahlt werden, auch "vermischen" können, es entstehen sogenannte Intermodulationen. Die Eigenfrequenz kann demnach unter Umständen durch diese Intermodulation den eigentlichen Nutzbereich negativ beeinflussen.
Das Vorhandensein solcher Resonanzfrequenzen ist das Eine. Entscheidend ist aber auch, wie ausgeprägt sie sind, praktisch die Charakteristik/Eigenschaft dieser Verzerrungen. Klingen sie schnell ab, wie "laut".....?
Kurz: "Harte" Membranen haben (im Allgemeinen) eine recht hohe Resonanzfrequenz, die aber unter Umständen stark ausgeprägt ist und sich mit den hörbaren Tönen "vermischen" kann. Dafür sind Partialschwingungen der Membran kaum vorhanden, was dem Ideal der kolbenförmigen Bewegung entgegenkommt.
Die andere Überlegung geht dahin, eher mit "weicheren" Materialien zu arbeiten, um die Resonanzen zu dämpfen. Extremversuch: Schnippt mal mit dem Finger gegen ein dünnes Trinkglas und dann an ein kleines Stofftier :-)
Bekannt in dem Zusammenhang sind z. B. die sogenannten Seiden- oder Gewebekalotten.
Zwar sind bei einem "weichen" Membranmaterial die Eigenfrequenzen nicht so ausgeprägt, allerdings besteht die Gefahr, dass auch "gewollte" Frequenzen bedämpft werden und die Membran natürlich zu stärkeren Partialschwingungen neigt.
Von daher kann sich zwar ein auf bestimmte Eigenschaften gezüchtetes System toll messen (z. B. im Klirrfaktor), dafür aber unter Umständen kaum noch "schnell und präzise" sein.
LS-Konstrukteure müssen also (mal wieder) Kompromisse eingehen. Der Hochtöner darf nicht das Nutzsignal durch Klirrspitzen verzerren. Die Membran sollte möglichst perfekt kolbenförmig schwingen, dabei aber nicht überdämpft werden, was zu "dumpfer" und dynamikarmer Wiedergabe führen kann.
Gehen wir davon aus, dass zwei verschiedene LS-Boxen auch einen (halbwegs) vergleichbaren Amplituden-Messschrieb haben, kann also eine Ursache für "scharfen Klang" auch im Membranmaterial liegen. Aber das darf auf keinen Fall pauschalisiert werden. Wie immer in dem Sektor kommt es auf das Gesamtkonzept der kompletten Box und insbesondere des LS-Chassis an. So gibt es gute Gewebekalotten und mäßige "Edelmaterial-Kalotten", umgekehrt natürlich auch. Unter'm Strich kann sogar die gute alte Papiermembran einen tollen Job erledigen.
Ende Teil 1
Die LS-Membran, Teil 1
Wie wir wissen, ist bei einem dynamischen LS-Chassis die Membran mit der Schwingspule verklebt. Da die Schwingspule in einen Magneten eintaucht, bewegt sich die Spule, wenn sie von einem Musiksignal durchflossen wird und überträgt somit die Bewegung direkt auf die Membran.
Jetzt können wir mit einem Blatt Papier einen ganz einfachen Versuch machen. Wir stupsen ein gerades Blatt in der Mitte an und können beobachten, wie es sich verformt. Jetzt reißen wir das Blatt ein, biegen es zu einer Art Trichter und stupsen an der Trichterspitze das Blatt an. Diesmal verformt sich nichts. Das heißt, die übliche Trichterform einer Membran ist einzig und allein der Stabilität geschuldet. Aber auch die Trichterform hat natürlich ihre Grenzen in der Stabilität, da ja im Gegensatz zu unserem Fingertest bei einem LS ganz andere "Geschwindigkeitsbereiche" vorliegen. Unter diesen Realbedingungen kann sich eine LS-Membran teilweise verformen. Der Fachmann spricht in dem Zusammenhang von Partialschwingungen. Diese Partialschwingungen können manchmal so extrem auftreten, dass sogar in einzelnen Bereichen der Membran eine gegenläufige Bewegung stattfinden kann und sich somit Auslöschungen bilden.
Man kann auch ganz wissenschaftlich sagen, dass die Partialschwingung einsetzt, wenn der größere/äußere Bereich (Ring) der Membran nur noch eine kleine longitudinale Bewegung ("echter" Vortrieb) aber eine große transversale Bewegung ausführt (in sich verbiegt). In einem Artikel bin ich sogar auf den Begriff Ringantiresonanzfrequenz gestoßen.
Das ist praktisch der "Zeitpunkt", wo der Techniker vom "Aufbrechen der Membran" spricht.
Neben einer bestimmten Formgebung werden auch unterschiedliche Materialien zur Minimierung dieses Verhaltens eingesetzt. Wie wirken sich diese unterschiedlichen Materialien aber aus?
Oftmals hört man in Gesprächen, dass der LS xy aggressive und nervende Höhen hat, der LS yz dagegen eher zurückhaltend klingt. Wie kommt das, wenn doch das Ziel grundsätzlich ein linearer Frequenzgang ist? Eigentlich müssten sich doch demnach die LS alle sehr ähnlich anhören, wenn der Frequenzgang halbwegs linear ist. Was ist dafür verantwortlich, dass ein LS "spitz und hart" klingt, ein anderer "weich und softig", obwohl der Messschrieb des Amplitudenganges das nicht hergibt?
Viele Zeitgenossen erkennen einen Zusammenhang zwischen dem verwendeten Membranmaterial und dem "typischen Klang". So werden Metallkalotten oftmals mit "spröde und hart", Seidenkalotten mit "weich und angenehm" assoziiert.
Da müssen wir aber etwas tiefer einsteigen. Eigentlich hat jedes Material, jeder Gegenstand und jedes mechanische und auch elektrische Konstrukt eine Resonanzfrequenz = Eigenfrequenz (viele von euch haben vielleicht schon mal in Filmberichten stark schwingende Brücken im Sturm gesehen; wir kennen "klirrende" Gläser im Schrank, wenn laute Musik gehört wird; der Helmholtzresonator.....)
Und so besitzt auch eine LS-Membran eine Resonanzfrequenz. Jetzt kommt es darauf an, wie ausgeprägt sie ist und in welchem Bereich diese Eigenresonanz liegt. Auf keinen Fall darf diese Frequenz natürlich in dem Bereich liegen, in dem unser LS-Chassis seine Arbeit verrichten soll. Also ist der Konstrukteur bemüht, diese Frequenz in Bereiche zu verschieben, die als "unschädlich" gelten. Beim Hochtöner wird dies in der Regel der Bereich weit oberhalb des Hörspektrums sein. Hier gilt der Grundsatz: je härter, kleiner und steifer die Membran, desto höher die Resonanzfrequenz. Und genau jetzt kommen die "exotischen" Materialien wie Titan, Keramik oder auch Diamant ins Spiel. Diese Materialien haben ein sehr hohes Masse-/Steifigkeits-Verhältnis, sind also bezogen auf ihr Gewicht sehr steif und ihre Frequenz, bei der sie aufbrechen, liegt meistens sehr hoch. Aber auch Kunststoffe oder geschäumte Alu-Membranen sind im Umlauf, mit diesen Materialien aber meistens im Tief-Mitteltonbereich.
Zwar kann die Eigenresonanz der Membran sehr weit "oben" liegen und trotzdem können Störungen im hörbaren Bereich entstehen. Das hängt damit zusammen, dass sich verschiedene Frequenzen, die von einem LS-Chassis abgestrahlt werden, auch "vermischen" können, es entstehen sogenannte Intermodulationen. Die Eigenfrequenz kann demnach unter Umständen durch diese Intermodulation den eigentlichen Nutzbereich negativ beeinflussen.
Das Vorhandensein solcher Resonanzfrequenzen ist das Eine. Entscheidend ist aber auch, wie ausgeprägt sie sind, praktisch die Charakteristik/Eigenschaft dieser Verzerrungen. Klingen sie schnell ab, wie "laut".....?
Kurz: "Harte" Membranen haben (im Allgemeinen) eine recht hohe Resonanzfrequenz, die aber unter Umständen stark ausgeprägt ist und sich mit den hörbaren Tönen "vermischen" kann. Dafür sind Partialschwingungen der Membran kaum vorhanden, was dem Ideal der kolbenförmigen Bewegung entgegenkommt.
Die andere Überlegung geht dahin, eher mit "weicheren" Materialien zu arbeiten, um die Resonanzen zu dämpfen. Extremversuch: Schnippt mal mit dem Finger gegen ein dünnes Trinkglas und dann an ein kleines Stofftier :-)
Bekannt in dem Zusammenhang sind z. B. die sogenannten Seiden- oder Gewebekalotten.
Zwar sind bei einem "weichen" Membranmaterial die Eigenfrequenzen nicht so ausgeprägt, allerdings besteht die Gefahr, dass auch "gewollte" Frequenzen bedämpft werden und die Membran natürlich zu stärkeren Partialschwingungen neigt.
Von daher kann sich zwar ein auf bestimmte Eigenschaften gezüchtetes System toll messen (z. B. im Klirrfaktor), dafür aber unter Umständen kaum noch "schnell und präzise" sein.
LS-Konstrukteure müssen also (mal wieder) Kompromisse eingehen. Der Hochtöner darf nicht das Nutzsignal durch Klirrspitzen verzerren. Die Membran sollte möglichst perfekt kolbenförmig schwingen, dabei aber nicht überdämpft werden, was zu "dumpfer" und dynamikarmer Wiedergabe führen kann.
Gehen wir davon aus, dass zwei verschiedene LS-Boxen auch einen (halbwegs) vergleichbaren Amplituden-Messschrieb haben, kann also eine Ursache für "scharfen Klang" auch im Membranmaterial liegen. Aber das darf auf keinen Fall pauschalisiert werden. Wie immer in dem Sektor kommt es auf das Gesamtkonzept der kompletten Box und insbesondere des LS-Chassis an. So gibt es gute Gewebekalotten und mäßige "Edelmaterial-Kalotten", umgekehrt natürlich auch. Unter'm Strich kann sogar die gute alte Papiermembran einen tollen Job erledigen.
Ende Teil 1
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