Das weiße Blatt

Wann haben Sie in Ihrem Leben zuletzt etwas zum ersten Mal gemacht? Genau – ist wahrscheinlich schon länger her. Noch aufregender – im positiven wie im negativen Sinne – ist es, etwas zu machen, das vermeintlich Routine ist, dann aber hinten und vorne nicht so funktioniert, wie man glaubt. Und bei „aufregen“ sind wir auch beim Thema: Exciter

Exciter – und das ist ja die Bedeutung des englischen Wortes - regen etwas an: Im Gegensatz zu herkömmlichen Lautsprechern ist das aber nicht Luft, zumindest nicht direkt. Ein Exciter sieht eigentlich aus wie ein „halber“ Lautsprecher: Es gibt ein Magnetsystem mit Luftspalt und eine Schwingspule, die fest mit einer Montageplatte (statt der Membran) verbunden. Damit sind wir schon bei einem der Hauptvorteile von Excitern, denn diese regen direkt die Fläche, an der sie montiert sind, zum Schwingen an.   

Visaton formuliert die Vorteile von Excitern dann auch folgendermaßen:

 „Unsichtbarer“ Lautsprecher – keine negative Beeinflussung des Designs
 Perfekter Schutz vor Umwelteinflüssen (Wetter, Wasser, Reinigungsmittel) · Perfekter Schutz vor Vandalismus
 Einfache Montage
 Sehr guter Klang möglich (breite Abstrahlcharakteristik)   

Natürlich sieht man auch ein paar Nachteile:

 Im Vergleich zu Standardlautsprechern niedrigerer Wirkungsgrad (mehr Verstärkerleistung nötig)
 Bauteile, die in Kontakt mit der angeregten Platte kommen, können eventuell störende Vibrationsgeräusche verursachen
 Akustik stark abhängig vom Material, Abmessung und Form der anzuregenden Platte  

Gerade die Nachteile resultieren aus der speziellen Bauform von Excitern, die eigentlich ganz einfach ist. Es gibt nur drei Grundbestandteile: Die Montageplatte, die den Kontakt zur anzuregenden Fläche herstellt und die natürlich über ihre Größe und Form ein wesentlicher Faktor für die Resultate ist: Dann gibt es den Antrieb in Form einer Schwingspule und einer oder mehrerer Zentrierspinnen und schließlich die bewegte Masse, die aus dem Magneten und seiner Aufhängung besteht.

Wir sehen also, dass man bei entsprechenden Projekten erst einmal komplett umdenken muss, denn hier gibt es eben keine klare Trennung zwischen dem fixierten System Gehäuse-Magnet-Korb und den bewegten Membranen. Bei Excitern ist das „Gehäuse“ auch immer gleichzeitig das schallabstrahlende Element. Nachdem ich nun in letzter Zeit mit ein paar professionellen Anbietern zu tun hatte, die sich der Technik bedienen- um „unsichtbare Lautsprecher“ im Wohnraum zu integrieren, habe ich meine Versuche nun intensiviert, nach dem Motto „Nicht lange überlegen – einfach mal machen“.  

Die erste Fläche, die mir im Messraum ins Auge fiel, war die Verbindungstür zwischen der Halle und den ehemaligen Umkleiden (ich residiere in der umgebauten Sporthalle einer ehemaligen Schule). Also flugs ein Visaton EX 60 S in die Mitte des Türblatts geschraubt, das Mikrofon davor und das Testsignal drauf.

Nun, das sieht doch für einen ersten Versuch gar nicht so schlecht aus – immerhin haben wir einen Frequenzgang, der vom Bassbereich bis über 20 Kilohertz reicht. Und die breitbandige Überhöhung könnte ich ja wie bei einem Breitbänder mit einem Sperrkreis linearisieren, oder. Dann kam die Klirrmessung, weil mir schon beim Messen ein paar Resonanzen unangenehm aufgefallen waren:  Okay, DAS geht jetzt doch eher nicht – beachten Sie bitte die Skalierung der Prozentskala rechts – hier haben wir normalerweise eine Obergrenze von 5%! Und dieses Messung habe ich jetzt mit einem zusätzlichen Keil unter der Tür gemacht. Also: Exciter an Objekten mit beweglichen mechanischen Teilen (Türschloß, Drücker) ist keine gute Idee. Was mir schon bei der ersten Messung aufgefallen ist: Im Vergleich zu herkömmlichen Lautsprechern ist der subjektive Lautheitseindruck deutlich höher – klar, im Fall der Tür strahlt statt eines Chassis eine Gesamtfläche von fast zwei Quadratmetern Schall ab. Um die Resonanzsituation unter Kontrolle zu bringen, habe ich mit der Rückseite meiner Messschallwand weitergemacht: Eine Fläche von etwa 1,80 x 85 Zentimeter aus 22 Millimeter starkem MDF. Die aufgesetzte obere Platte ist dabei fest mit der unteren verschraubt, dahinter ist das stark bedämpfte Volumen des Messgehäuses. Zur Vereinfachung der Beurteilung habe ich in den folgenden Diagrammen immer den Frequenzgang und die Klirrmessung zusammengefasst. In der Mitte der Gesamtfläche ergibt sich ein merklich geringerer Klirr, aber auch ein Frequenzgang mit einer ausgeprägten Senke – es scheinen sich breitbandig Gegenschwingungen zu etablieren, die für Auslöschungen sorgen – bei so einem niedrigen Nutzsignal steigt der prozentuale Klirr auch an.

Der Exciter auf einem Viertel der Höhe und der Hälfte der Breite sieht da schon linearer aus:  Hier ist der Klirr schon deutlich reduziert, wir haben aber immer noch eine tiefe Senke im Frequenzgang. Immerhin wäre das aber ein Arrangement, mit dem ich zur Hintergrundbeschallung leben könnte – zum Beispiel hinter einer Trockenbauwand, die sich einigermaßen ähnlich verhalten dürfte. Aber als Hifi - Mensch mache ich erst einmal weiter:  Den Exciter noch einmal weiter in die zu Ecke rücken macht Sinn – hier sehen wir ihn auf etwa einem Achtel der Höhe und einem Viertel der Breite. Jetzt versuchen wir mal eine Kombination aus den beiden letzten Anordnungen.  Das Diagramme der beiden Exciter, die parallel geschaltet sind sieht doch insgesamt schon ganz gut aus – wäre da nicht immer noch die tiefe Auslöschung mit der recht hohen Klirrspitze. Also wandert der „Hochtöner“ noch einmal weiter, bis er fast komplett in der Ecke der Resonanzfläche sitzt.

  Wie sehen: Bis auf die Grundresonanz, die an allen Positionen vorhanden ist, haben wir hier einen Frequenzgang, dessen Nutzbereich erst bei etwa 600 Hertz einsetzt. Wichtig ist hier, dass die wohl unvermeidliche Senke durch Auslöschung erst merklich tiefer ansetzt, als bei anderen Positionen. Somit haben wir die Rollenverteilung für ein kleines Zwei-Wege-System.  

Frequenzweiche

Der „Hochtöner“ wird mit einem Filter erster Ordnung, also einem 56µFKondensator hochpassgefi ltert, dazu gibt es einen Sperrkreis aus einem mit einer 0,1mH-Spule parallel geschalteten 3,9µF-Kondensator.  Der „Tieftöner“ bekommt ein Filter zweiter Ordnung, bestehend aus einer 1,5mH-Spule und einem 82µFKondensator. Wegen der unterschiedlichen Filter-Steilheiten werden beide Zweige gegeneinander verpolt.

  Das führt dann zu einer recht ausgewogenen Summenbildung mit immer noch einer schmalbandigen Senke, die aber klanglich nicht mehr auffällt.  Messungen Wir sehen einen recht ausgewogenen Frequenzgang mit einem kräftigen Bass – auf der Resonanz gibt es wohl nur ein ausgeprägtes Schwingungsmaximum. Spaßeshalber habe ich auch eine 30-Grad-Messung gemacht, die aber keine merkliche Richtwirkung zeigt, was ja auch nicht zu erwarten war. In Sachen Klirr ist die Angelegenheit immer noch nicht sensationell gut, ich konnte aber immerhin die Skalierung auf 10% zurückfahren, ohne dass es zu heftigen Ausfällen kommt – bei der Senke gibts prozentual natürlich immer noch erhöhten Klirr und bei steigendem Pegel geht K2 nach oben. Die absoluten Pegelwerte sind hier aber mit Vorsicht zu genießen – so eine große schwingende Fläche wirkt bei 70dB im Raum schon wie ein Lautsprecher, der mit Zimmerlautstärke spielt. Der Impedanzverlauf ist auch ein bisschen seltsam, zeigt aber die Grundresonanz und den Sperrkreis deutlich. Das Wasserfalldiagramm zeigt – na klar – Resonanzen, denn das ist es, was wir mit Körperschallwandlern erzeugen.  

Klang

Natürlich habe ich meine Messschallwand nicht in den Hörraum gefahren, aber ein paar Musikstücke mal über den Testaufbau laufen lassen. Und ich muss sagen: Das ist gar nicht mal schlecht. Angesichts der echt kompakten Exciter verblüfft hier schon einmal die „Größe“ des Klangbilds – das klingt echt erwachsen, wobei der betonte Bassbereich „loudness- artig“ hilft. Ansonsten irritiert etwas, dass die Musik aus keiner wirklich definierten Richtung kommt, sondern aus dem Raum „entsteht“ hier wäre tatsächlich in einer der nächsten Folgen zum Thema zu überprüfen, ob man mit zwei Elementen tatsächlich ein traditionelles Stereo-Bild erzeugen kann, ober ob das vielleicht gar nicht das Ziel ist. Auf jedem Fall habe ich Blut geleckt – das Thema Körperschallwandler ist noch lange nicht auch nur annähernd ausgereizt – in der nächsten Folge gibt es dann mal Anwendungen aus der Praxis – ich habe da eine Trockenbauwand in meinem renovierten Badezimmer, an deren Rückseite ich noch ganz gut rankommen kann ... aber nichts meiner Frau verraten! 

Fazit

Faszinierendes technisches Neuland für die Klang+Ton – die ersten Ergebnisse sind vielversprechend!