FAQ
Allgemeine Fragen Allgemeine technische Fragen TX-1A TX-2A TX-3A CX-1A & CX-1B CX-2A CX-3A MF-15A DH-18 KW-18Welchen Vorteil bieten Hornbässe?
Das Ziel eines gut entwickelten Hornlautsprechers ist in erster Linie eine nennenswert größere Leistungseffizienz gegenüber eines direktstrahlenden Lautsprechers. Bei gegebener Verstärkerleistung ist damit hoher akustischer Output zu erwarten.
Weiters wird die schwingende Membran und vor allem das mechanische Masse-Feder Resonanzsystem des Lautsprechers akustisch belastet und in der Güte bedämpft. Eine präzise Impulswiedergabe ist die Folge.
Bei hoher und üblicher Kompression im Inneren eines Basshornes entstehen bei extrem hohen Pegeln durch die Nichtlinearität des adiabatischen Ausbreitungsmediums Luft Verzerrungen zweiter Ordnung (K2). Diese sind jedoch von Ihrer Größenordnung selbst bei Maximalpegel im einstelligen Bereich. Besonders im Bassbereich kann das menschliche Gehör K2 Verzerrungen in dieser Größenordnung kaum wahrnehmen. Außerdem werden diese weder als unangenehm oder nachteilig empfunden.
Gleichzeitig verringert sich der Membranhub durch die hohe akustische Belastung im Horninneren, beziehungsweise kann mit einer gewissen Membranauslenkung mehr Endschalldruck als bei einem direkt strahlenden System erzielt werden. Durch eine geschickte Auslegung von Chassis und Horngehäuse lässt sich so ein sehr hoher Pegel erreichen. Klirrverzerrungen dritter Ordnung (K3) sowie die sehr störenden Oberwellen höherer Ordnung und Intermodulationsverzerrungen werden dadurch drastisch reduziert. Eine naturgetreue sowie atemberaubend dynamische Wiedergabe zeichnet das Klangbild von technisch gut entwickelten Hornlautsprechern.
Wie funktionieren Hornbässe?
Hornbässe werden konstruiert, um vor allem einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen. Dies bedeutet gleichzeitig eine gute Energieübertragung aus der elektrischen in die akustische Domäne und setzt eine hohe Anpassung der bewegten Membran an die umgebende Luft voraus. Eine direkt abstrahlende Membran ohne Hornvorsatz würde zur Anpassung vor allem im Bassbereich eine Membranfläche benötigen, die weder sinnvoll zu fertigen noch zu transportieren wären.
Der Strahlungswiderstand einer ebenen und konphas schwingenden Kolbenmembran in einer unendlicher Schallwand verbaut, ist ab einem Wert von k * rm >= 1 näherungsweise maximal. Der Wert k stellt die Wellenzahl mit Lambda/2π dar und rm steht für den Membrandurchmesser. Bei einer Frequenz bis etwas unter 30Hz müsste die Membran zum Erreichen eines sehr hohen Wirkungsgrades einen Durchmesser von über 2 Metern aufweisen.
Im Falle von akustischen Transformatoren wie sie Hornlautsprecher darstellen, bedeutet eine am Hornhals erzeugte Druckeinprägung, hervorgerufen durch die durch elektromagnetische Krafteinwirkung auf die Membrankonstruktion, eine Erzeugung einer akustischen Welle. Diese läuft dann entlang des Hornpfades aus und wird am Hornmund völlig reflexionsfrei in den freien Raum abgestrahlt.
Nur das ideale Basshorn hätte eine perfekte Anpassung mit reflexionsfreiem Abschluss. Ein entsprechend großes reales Exponentialhorn kommt dieser Anforderung sehr nahe. Neben mehreren Metern an Hornpfad würde man auch hier einen entsprechend großen Hornmund mit über 2 Metern Durchmesser benötigen.
Das Erzielen einer entsprechend großen Hornmundfläche kann auch durch das unmittelbare Zusammenstellen von mehreren Basshörnern mit kleiner Mundfläche geschehen. In der Praxis wünscht man sich jedoch Hornbässe, welche auch im Einzelbetrieb die volle Performance im Bereich der unteren Grenzfrequenz liefern können. Dies ist bei vielen Hornbässen nicht der Fall und keine Selbstverständlichkeit. Gerade bei Aufstellungen die Cardioid, Zahnlücke oder Phased Array Anwendungen betreffen, ist ein derart für den Einzelbetrieb ausgelegtes Horn sehr deutlich überlegen. Um diese volle untere Grenzfrequenz von einem einzelnen und gleichzeitig noch kompakten Hornbass zu erhalten, sind einige technische Kniffe notwendig.
Welches Konstruktionsprinzip steckt hinter dem DH-18?
Das ist eine komplizierte Frage, die wir vermutlich nicht mit einem handelsüblichen Konstruktionsprinzip abfertigen können. Jedenfalls macht sich das DH-18 beide Membranseiten als schallabstrahlende Fläche zunutze und ist in der allgemeinsten Form ein Rear Loaded Horn. Doch auch das trifft es nicht ganz, denn bei einem auch Back Loaded Horn genannten Prinzip sind weder diskrete Hornabschnitte im Spiel, noch würde laut Lehrbuch die Hornmundfläche für die Wiedergabe bis unter 30Hz annähernd groß genug sein.
Das DH-18 behilft sich im untersten Frequenzbereich einem Effekt, welcher in Transmission Lines genutzt wird. Es nutzt die akustische Lambda/4 Längswelle, wie es auch Orgelpfeifen tun. In größeren Stacks verliert sich dieser Effekt und wird zunehmend durch einen exzellenten akustischen Abschluss substituiert. Dieses Vorgehen gewährleistet die vollumfängliche Einsatzfähigkeit der unteren Grenzfrequenz im Singlebetrieb.
Das Lautsprecherchassis befindet sich ähnlich wie bei einem Tapped Horn mit seiner Rückseite im Gehäuse. In dieser Anwendung jedoch mit dem maßgeblichen Ziel, die vorbeiströmende Luftmenge als Kühlung im Betrieb zu verwenden und eine entsprechend hohe Belastbarkeit anzubieten. Zudem ist diese Anordnung mechanisch notwendig, um beide Betriebsmodi anwenden zu können. Ein Tapped Horn würde den in das Horn rückwärts einlaufenden Schallanteil nutzen und ein Hornsegment nach dem Anzapfungspunkt erfordern. Beim DH-18 befindet sich die Membranrückseite jedoch direkt am Hornmund. Auch bei einem nach dem Lehrbuch entworfenen Back Loaded Horn gibt es eine rückwärtig einlaufende Welle. Simulationen haben gezeigt, dass diese sowohl für ein konventionelles Rear Loaded Horn als auch für unser Digitalhorn keinen nennenswerten Einfluss hat. Weiters noch wird die rückwärtig einlaufende Welle durch die diskreten Hornsegmente sogar gezielt verhindert und wieder nach außen reflektiert, um Resonanzen durch ungewollte Laufwege erst gar nicht anzuregen.
Das Transflex Prinzip nutzt einen Transmission Line Effekt mit sehr tiefer unterer Grenzfrequenz und Vereinigung von Direktschall und Hornschall direkt am Hornmund schon seit Mitte des vorherigen Jahrhunderts. Im untersten Frequenzbereich sind der DH-18 Subwoofer und ein Transflexaufbau von Ihrer Wirkungsweise tatsächlich sehr ähnlich, da die tieffrequenten Wellen die diskreten Hornsegmente wegen ihrer räumlichen Ausbreitung als kontinuierlichen Verlauf wahrnehmen. Der Transflex nutzt jedoch keine diskreten Hornsegmente und unterliegt deshalb einer stark limitierten Übertragungsbandbreite.
Exakt hier setzt das DH-18 mit neuen Ideen und modernen nummerischen Simulationsmethoden an. Zu höheren Frequenzen hin, besitzt das DH-18 ein exakt kalkuliertes und erwünschtes Reflexionsmuster, wodurch die Grenzfrequenz deutlich erhöht wird. Durch gezielte Unterdrückung und Verteilung von Hornlängswellen im oberen Frequenzbereich, konnte die Nutzbandbreite des Wiedergabebereichs auf volle 2 Oktaven erhöht werden. Da bei einem Back Loaded Horn beide Membranseiten Schall abstrahlen und auch destruktive Interferenzen das Übertragungsverhalten bei höheren Frequenzen bestimmen, war es Ziel der Entwicklung, das vorgegebene Pflichtenheft zu erfüllen und sich nicht einem gegebenem Konstruktionsprinzip unterzuordnen. Durch aufwändige Berechnungen wurde auch überhalb des Übertragungsbereiches bis zu 200Hz ein sehr glatter Frequenzgang angestrebt, um eine problemlose Anbindung an Topteile zu ermöligchen.
Der Name Digitalhorn erklärt sehr schön das Funktionsprinzip eines Back Loaded Horns mit gezielt platzierten Unsetetigkeitsstellen im Hornverlauf um Interferenzerscheinungen zu unterdrücken und ein glattes Übertragungfrequenzband zu erzielen. Der Gewinn, für die im Vergleich zu einem Front Loaded Horn reduzierte Bandbreite, ist eine extrem hohe Empfindlichkeit bis in den Tiefstbassbereich und extrem hohe Belastbarkeit durch exzellente Wärmeabfuhr.
Warum eigentlich der Name Digitalhorn?
Die Namensgebung beschreibt sehr gut den inneren Aufbau der Hornstruktur. Die Kontur folgt nicht wie üblich einer kontinuierlichen und stetigen Funktion, sondern weist sprungartige Querschnittsveränderungen auf. Diese sind nummerisch berechnet und in Querschnitt und Position so ausgelegt, dass sich der Übertragungsbereich des Hornsubwoofers zu höheren Frequenzen einfach handhabbar gestaltet. Störende Resonanzen über dem Übertragungsbereich werden so folgerichtig am Entstehen gehindert.
Diese gezielt platzierten diskreten Querschnittsveränderungen erleichtern die Entzerrung überhalb der Übernahmefrequenz und sorgt für einen gleichmäßigeren Maximalpegel. Aufgrund der konsequenten Optimierung und Platzierung der Unstetigkeitsstellen erreicht das Digitalhorn trotz der sehr tiefen unteren Grenzfrequenz eine unglaublich impulsive Bassreproduktion selbst im oberen Übertragungsbereich.
Nicht zuletzt ist die Typenbezeichnung auch der mechanischen Wandlungsfähigkeit des DH-18 in einen der beiden verschiedenen Betriebsmodi geschuldet.
Welchen Betriebsmodus soll ich am DH-18 wählen?
Schon fast wie ein Chamäleon passt sich das Digitalhorn der mechanischen und akustischen Anforderung mit einem Handgriff an. Durch den Umbau der Wechselklappe wird die Hornlänge und damit die untere Grenzfrequenz verändert. Zur Wahl steht maximaler Wirkungsgrad im Directivity-Modus (D-Modus) mit einer Eckfrequenz von 30Hz und einer stark ausgeprägten Richtwirkung oder der Space-Modus (S-Modus) mit Infabass Fundament bis 28Hz und das wohlgemerkt schon im Einzelbetrieb.
In kleinen Stacks von 4 bis 8 Hörnern ist hauptsächlich die größere Empfindlichkeit, verbunden mit Reichweitengewinn und die oftmals gewünschte Rückwärtsdämpfung, ein starkes Argument für den D-Modus. Bei relativ hoher Trennfrequenz und großen Arrays, kann es sinnvoll sein, in den S-Modus zu wechseln, um übermäßige Richtwirkung zu vermeiden.
Warum und wann sollte ich Hornbässe gegenüber Direktstrahlern bevorzugen?
Für kompakte Transportvolumina sind konventionelle, direkt strahlende System (vor allem Bassreflex und geschlossene Gehäuse) das Mittel der Wahl. Auch kann die Leistungsdichte von direktstrahlenden Systemen sehr groß ausfallen, sofern Platzbedarf die oberste Anforderung darstellt. Horngeladene Bässe benötigen konstruktionsbedingt ein Mindestvolumen in dem die aufwendige Schallführung Platz findet.
Betrachtet man moderne Hörner aus dem Hause Lambda Labs, so weisen diese eine erstaunlich tiefe Eckfrequenz bei besonders hohen Wirkungsgraden auf. Die hohe Leistungseffizienz spart wertvolle Ressourcen und vor allem teure Verstärkerleistung.
Für uns stehen dennoch die akustischen Vorteile klar im Fokus. Durch die Schallschnellen-Transformation erzielen Hornsysteme hohe Strahlungsimpedanzen. Durch diese gute akustische Kopplung, wird die schwingende Membran um ein Vielfaches besser bedämpft als bei Direktstrahlern. Akustisch schwach bedämpfte Helmholtz-Resonatoren finden in unseren Hornbässen keine Anwendung. Die dadurch resultierende Impulsantwort ermöglicht eine unheimliche Präzision bei der Wiedergabe transienter Musiksignale.