„Aus messtechnischer Sicht kann man der BL-10 ein rundum gutes Zeugnis ausstellen. Der Frequenzgang ist schön gleichmäßig und für die Größe der Box weit ausgedehnt, die elektrische Impedanz ist unkritisch und das Abstrahlverhalten gleichmäßig und breit“
Alle Messungen zur Lindemann BL-10 werden mit dem PC-basierten Messsystem „Monkey Forest“ mit einer Auflosung von 1 Hz oder kleiner bei einer Abtastrate von 96 kHz durchgeführt. Als Messmikrofon wird eine B&K-Kondensatorkapsel vom Typ 4939 (Membrandurchmesser 1/4 Zoll) verwendet sowie ein Impedanzwandler vom Typ 2670. Zusammen mit einer Kompensationsdatei erlaubt diese Kombination präzise Messungen bis 40 kHz.
Verstärkt werden die Signale des Messmikrofons mit einem B&K Messverstarker vom Typ 2610, bevor sie der Messsoftware von einem hochpräzisen 24 bit/96 kHz-Messfrontend zugänglich gemacht werden. Ausgangsseitig stehen zwei kleine 20-Watt-Messverstarker für die Standardmessung zur Verfugung. Wenn es einmal ernst wird und Bedarf nach viel Leistung besteht, kommen eine Crown Reference I oder eine Crown I-T12000 HD zum Einsatz.Der Messraum ist als reflexionsarmer Halbraum mit einem absolut schallharten Granitboden aufgebaut und ermöglicht Freifeldbedingungen ab ca. 100 Hz aufwärts. Das Messmikrofon wird immer auf dem Boden platziert, sodass es für das Mikrofon keine sichtbaren Reflexionen von der Bodenfläche gibt. Messungen für den Frequenzbereich unterhalb von 100 Hz werden als Nahfeldmessungen direkt vor den Quellen durchgeführt und später in der Software mit der Fernfeldmessung automatisch kombiniert.
Die Messentfernung sollte einer typischen Hördistanz entsprechen und kann maximal acht Meter betragen. Kleine Lautsprecher werden meist in zwei Meter Entfernung, größere in vier oder acht Meter Entfernung gemessen.
Elektrische Impedanz
Beginnen wir mit der elektrischen Seite des BL-10. Abbildung 1 zeigt den Amplituden- und Phasenverlauf der Impedanz. Im Datenblatt ist die Box als 8-?-System definiert, und diese werden mit einem Impedanzminimum von 6,6 ? auch problemlos eingehalten. Die Phase der Impedanz liegt zwischen ± 50°, sodass die Box insgesamt für moderne Verstärker kein Problem darstellen sollte. Aus dem Impedanzminimum zwischen den beiden Maxima lässt sich die Abstimmfrequenz des Bassreflexresonators bei 39 Hz ablesen.
Trotz ihrer kompakten Abmessungen ist die BL-10 auf eine tief reichende Basswiedergabe abgestimmt, was zwar meist ein wenig zu Lasten der Sensitivity geht, hier aber nicht weiter störend ist. Letztendlich geht es bei der BL-10 darum, trotz der kompakten Abmessungen eine möglichst hochwertige und damit umfassende Wiedergabe zu erreichen, und nicht darum, einen besonders lauten Lautsprecher zu konstruieren.
Frequenzgang
Frequenz- und Phasengang der BL-10 wurden frei stehend unter reflexionsfreien Bedingungen gemessen. Der Lautsprecher befand sich dazu nicht, wie sonst üblich, auf dem schallharten Boden des Messraumes, sondern hoch stehend auf einem Stativ, mit dem zwei Meter entfernten Messmikrofon auf Achse. Die unvermeidlich bei dieser Messung entstehenden Bodenreflexionen kommen bei dieser Art Aufbau so spät verzögert nach dem Direktschall, dass sie ohne große Verluste in der Auflosung ausgefenstert werden können.
Der Vorteil dieser frei stehenden Messung ist, dass so auch letzte Zweifel beseitigt werden können, ob es nicht durch die Grenzflachenaufstellung zu möglichen Verfälschungen im Frequenzgang kommt. Vergleicht man beide Messmethoden – frei stehend und auf der Grenzfläche –, so zeigen sich bei der BL-10 in der Tat Unterschiede, die sich jedoch in Größenordnungen von ± 1 dB abspielen.
Zurück zu den Frequenzgängen. Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse der gefensterten 2-m-Messung, der Nahfeldmessungen an Membran und Tunnel sowie deren Summe und die daraus kombinierte Gesamtkurve in Rot. Die mittlere Sensitivity zwischen 100 Hz und 10 kHz liegt bei 81,6 dB, was ein normaler Wert für eine Box dieser Bauart ist. Bezieht man sich auf diesen Wert und bestimmt die untere und obere Eckfrequenz, wo der Pegel dem gegenüber um 6 dB abgefallen ist, dann reicht der Frequenzgang (– 6 dB) von 41 Hz bis 32 kHz. Hervorzuheben sind hier natürlich die 41 Hz am unteren Ende, womit der Lautsprecher seinen Anspruch, ein Vollbereichsschallwandler zu sein, erfüllt.
Bei genauerem Hinsehen gibt es drei Auffälligkeiten im Frequenzgang: Eine scharfe Spitze bei 25,4 kHz, die Membranresonanz des Hochtoners, ein schmaler, scharfer Einbruch bei 6,8 kHz, der, so konnte man spekulieren, vielleicht mit dem kleinen Diffusor vor der Membran zusammenhangt, und eine etwas breitere Resonanz bei 650 Hz. Letztere, so kann man aus den Nahfeldmessungen am Bassreflextunnel (grüne Kurve in Abb. 2) erkennen, ist eine Gehäuse oder Tunnelresonanz, die sich auch in der vorderen Abstrahlrichtung noch bemerkbar macht.
Spektrogramm
Alle drei Resonanzen lassen sich auch im Spektrogramm (Abb. 5) wiederfinden, relativieren sich dort jedoch als weitgehend harmlos in ihrer Ausprägung. Trotzdem stellt sich die Frage, wie diese Resonanzen zu bewerten sind.
Was den Hochtoner betrifft, ist die 25,4 kHz Resonanz für eine Keramikmembran unvermeidbar und zum Glück hinreichend weit außerhalb des Hörbereiches. Man sollte es jedoch vermeiden, die Resonanz unnötig anzuregen, da es sonst über Intermodulationen auch zu Störungen im hörbaren Frequenzbereich kommen kann. Der 6,8-kHz-Einbruch ist so schmal, dass er getrost vernachlässigt werden kann. Sollte der Diffusor die Ursache sein, dann ist dessen positive Wirkung auf das Abstrahlverhalten mit Sicherheit wesentlich wichtiger. Die Resonanz des Bassreflexresonators ist ein klassisches Problem von Zweiwege-Bassreflexboxen. Mehr Dammmaterial wurde helfen, gleichzeitig aber auch zu Verlusten im Bassbereich fuhren, die bei einer so kleinen Box nur schwer zu verschmerzen sind.
Phasenverlauf
Wenig Aufregendes, im positiven Sinne gemeint, zeigt der Phasengang in Abbildung 3. Am unteren Ende sind die üblichen 360° Phasendrehung eines Bassreflexsystems zu erkennen, das sich wie ein Hochpassfilter 4. Ordnung verhalt und somit die Phase um 360° dreht. Im Bereich der Trennfrequenz sind weitere 360° auszumachen. Hier spielen mehrere Faktoren mit: die Frequenzweiche, das akustische Hoch- und Tiefpassverhalten der beiden Wege und mögliche Laufzeitunterscheide zwischen den beiden Wegen. Neben dem Wunsch nach insgesamt wenig Phasendrehungen sollte der Verlauf der Phase uber der Frequenz ein möglichst konstantes Gefalle aufweisen, so wie es hier zu sehen ist.
In der Sprungantwort macht sich die Membranresonanz durch eine überlagerte hochfrequente Schwingung bemerkbar. Diese ist allerdings nur sichtbar, weil die Messung mit 96 kHz Abtastrate ausgeführt wurde. Mit einer Messung bei 48 kHz Abtastrate wäre die Resonanz erst gar nicht angeregt worden. Ansonsten spiegelt die Sprungantwort genau das wider, was auch schon der Phasengang erkennen lies.
Maximalpegel
Für die Maximalpegelmessung wurden die bekannten Grenzwerte von höchsten 3 % und 10 % (bis 300 Hz) Verzerrungen genutzt. Die Messungen erfolgten mit Sinusbursts unterschiedlicher Lange von 40 ms bei hohen Frequenzen und bis zu 340 ms bei den tiefen Frequenzen. Die maximale Leistung wurde dabei auf 50 W an 8 ? begrenzt. Abbildung 6 zeigt die Kurven für 3 % und 10 % Verzerrungen und in Grün den mit 50 W rechnerisch möglichen Maximalpegel, der sich aus der Sensitivity plus 17 dB (= 50 W/1 W) ergibt. Sehr schon ist hier zu erkennen, dass die BL-10 die 50 W völlig problemlos in adäquaten Schalldruck umzusetzen vermag, ohne dass die Verzerrungen dabei über das 3 %-Limit ansteigen. Erst unterhalb von 200 Hz laufen die Kurven ein wenig auseinander, wo der rechnerische Wert nicht mehr ganz erreicht wird und sich die 10 %-Kurve von der 3 %-Kurve abhebt. Die Ursache liegt in der großen Membranauslenkung, die unvermeidlich zu Verzerrungen und Powercompression fuhrt. Eine genauere Analyse der Verzerrungen mit einer logarithmischen Sweep-Messung (hier nicht abgebildet) konnte jedoch schnell zur Entspannung beitragen, da sich die Verzerrungen unterhalb von 200 Hz als stark k2-dominiert und damit als klanglich gutmutig herausstellten.
Eine weitere Messung mit einem Rauschsignal, dessen Spektrum einem mittleren Musiksignal entspricht, dient zu Erfassung des maximalen Spitzenpegels. Der Crestfaktor (Verhältnis Spitzenwert zu RMS-Wert) betragt 12 dB. Steuert man die BL-10 mit diesem Signal so weit aus, dass der RMS-Wert die Leistungsgrenze von 50 W erreicht, dann lasst sich ein mittlerer Schalldruckpegel von 98 dB und ein Spitzenwert von beachtlichen 110 dB bezogen auf 1 m Entfernung ablesen.
Neben den harmonischen Verzerrungen interessieren vor allem noch die Intermodulationsverzerrungen. Für deren Messung wird ein spezielles Multitonsignal [1] benutzt, bestehend aus Sinussignalen in 1/6 Oktave Abstand von 20 Hz bis 20 kHz mit einer Gewichtung, die ebenfalls einem mittleren Musiksignal entspricht. Die Phasen der Sinussignale werden nach einem Zufallsprinzip zueinander verwürfelt, so dass eine Art Rauschen entsteht. Der Crestfaktor dieses Testsignals beträgt 12 dB. Die Belastung der Box ist somit recht nahe an der Realität entsprechend normalen Musiksignalen. Dank der definierten spektralen Zusammensetzung lassen sich jetzt aber nicht nur die Werte für den Mittelwert und den Spitzenwert des Schalldrucks ablesen, sondern auch die dabei entstehenden Intermodulationsverzerrungen. Die liegen für die BL-10 bei 1 W Leistung bei – 36 dB und bei Vollauslastung mit 50 W bei – 22,7 dB (= 7,3 %). Das hort sich im ersten Moment hoch an, relativiert sich aber wieder in Anbetracht des dabei erzeugten Spitzenschalldrucks von 110 dB. Mit dieser Art Messung liegen bisher noch kaum Erfahrungen vor und auch das Messverfahren als solches ist noch nicht ganz ausgereift, weshalb man noch keine Vergleichswerte heranziehen kann. In Zukunft werden jedoch in der Hoffnung auf neue Erkenntnisse alle Lautsprecher auch unter dem Aspekt der Intermodulationsverzerrungen gemessen werden.
Isobaren
Das Abstrahlverhalten der BL-10 wurde für die horizontale und vertikale Ebene gemessen. Typisch für die Anordnung von Hoch- und Tieftoner übereinander treten in der Vertikalen unvermeidlich im Bereich der Übergangsfrequenz etwas Turbulenzen in den Isobarenkurven auf. Lasst man diese einmal außen vor, dann liegt der mittlere Abstrahlwinkel bei ca. 110 x 110 Grad. Die Box lässt dem Hörer also einen recht großzugigen Bewegungsspielraum, bevor sich die Klangfarbe merklich ändert oder die Hohen abfallen. Die auch bei den höchsten Frequenzen noch schön breite und gleichmäßige Abstrahlung durfte dem Diffusor zu verdanken sein.
Paarabweichungen
Die Abweichung der beiden zum Test gestellten Boxen zueinander zeigt Abbildung 9. Bewertet man den Bereich bis 20 kHz und glättet die Kurve so weit, dass einzelne schmale Spitzen keinen Einfluss mehr haben, dann liegt die maximale Abweichung der roten Kurve bei gut vertretbaren 0,73 dB, die zudem auch nur in einem relativ schmalen Frequenzbereich auftreten.
Fazit
Aus messtechnischer Sicht kann man der BL-10 ein rundum gutes Zeugnis ausstellen. Der Frequenzgang ist schön gleichmäßig und für die Größe der Box weit ausgedehnt, die elektrische Impedanz ist unkritisch und das Abstrahlverhalten gleichmäßig und breit. Auffällig sind die Verzerrungswerte: Sie fallen in allen Disziplinen herausragend gut aus. Bis zur Nennleistung von 50 W ist es kaum möglich, der BL-10 mehr als 3 % Verzerrungen zu entlocken, und ein Schalldruckspitzenwert von 110 dB kann sich für eine so kompakte Box ebenfalls sehen lassen. Voraussetzung ist allerdings ein hinreichend kräftiger Verstärker, der an 8 ? eine Spitzenleistung von 400 W zu liefern in der Lage sein sollte.
[1] Neue Messmethoden zur Beurteilung der nichtlinearen Verzerrungen von aktiven Lautsprechern S. Goossens und M. Saller Beitrag zur 24. Tonmeistertagung, 2006.
