FRS-20

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Klein aber Fein: Pfleid FRS Vollbereichs-Punktstrahler

Bis heute mußte man bei Lautsprechern, die so klein waren, daß sie in ein Bücherregal paßten, unvermeidlich erhebliche klangliche Qualitätsabstriche gegenüber größeren Lautsprechern hinnehmen. Pfleid hat dies geähndert und ist gleich noch einen Schritt weiter gegangen: Die neuen FRS Vollbereichs-Punktstrahler sind nicht nur kleiner, sondern zugleich auch besser als viele der grßen Lautsprecher. Alle technischen und akustischen Verzerrungen der üblichen Breitband- und Mehrwege-Lautsprecher wurde beseitigt, die Frequenzweiche wird weggelassen. Man erhält damit Präzisions-Lautsprecher die weitgehend fehlerfrei sind. Die einwandfreie Rechteckwiedergabe dokumentiert dies in beeidruckender Art und Weise.
Auch die Raumanpassung mit Hilfe der Raumakustik-Lautpsrecher ist perfekt. Damit wird erreicht, daß das fehlerfreie Direktschallsignal bei der stets erforderlichen Raumanpassung nicht wieder verfäscht werden muß.
Die in das Gehäuse der FRS-Vollbereish-Punktstahler eingebauten Raumakustik-Lautpsrecher lassen sich unabhängig von dem Chassis des FRS Vollbereichs-Punktstrahlers einstellen. Sie arbeit akustisch völlig eigenständig, ebenso wie die auch weiterhin lieferbaren seperaten RS2 Raumakustik-Lautsprecher. Die drei Chassis der Raumakustik-Lautsprecher strahlen nach links, nach rechts und nach oben. Sie wurden in das Boxengehäuse versenkt und mit einem Gitter abgedeckt. Der Einstellregler wurde auf der Gehäuseoberseite angebracht. Die Wirkungsweise wird bei den seperaten RS2-Raumakustik-Lautsprechern ausführlich beschrieben.

FRS Vollbereichs-Punktstrahler gibt es als Regal-Lautsprecher, die Typenbezeichnung lautet FRS 20 R (FRS = Full Range Speaker, 20 = Chassis mit 20cm Durchmesser, R = Reglabox).
Außerdem gibt es sie in mehreren Ausführungen, z.B. als Passiv-Version, Aktiv Version oder Studio Version.
Alle Versionen sind technisch wie akustisch gleichwertig. Sie unterscheiden sich nur durch unterschiedliche Ausstattungen.

In allen Versionen ist das FRS-Chassis immer direkt mit dem zugehörigen Endverstärker verbunden, ohne die Filter einer Frequenzweiche dazwischen. Dadurch wird das Chassis ideal beschleunigt bzw. bedämpft. Die aktiven Versionen und die Passiv-Version der FRS Vollbereichs-Punktstrahler sind deswegen technisch gleichwertig. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß der in Verbindung mit den passiven Boxen verwendete Verstärker ebenso hochwertig und stark ist, wie der in die Aktivboxen ab Werk eingebaute Verstärker.
Bei den aktiven Versionen erfolgt die TPS-Lautsprecherentzerrung in der Box, bei der Passiv-Version im PP-100 Lautsprecherentzerrer als eigenständiges Gerät.

Der PP-100 Lautsprecherentzerrer kann bei jedem Verstärker über einen Tape-Eingang mit „Monitor“-Beschaltung in den Signalweg eingeschleift werden.
Mit dem 20er Chassis kann genügend Schalldruck für Wohnräume bis zu 80m² Größe erzielt werden. Dabei geht der Tiefbaß linear bis 35 Herz, also ganz sauber und ohne dröhnende Baßüberhöhung bis ganz tief nach unten. Dank der elektronischen TPS-Lautsprecheretzerrung müssen die Boxengehäuse nicht mehr groß sein, um einen kräftigen Tiefbaß wiedergeben zu können.
Für besonderes hohe Schallpegel läßt sich durch einen Schalter der Übertragungsbereich im Baß auf 65 Herz begrenzen. Dadurch werden die Bässe mit den größten Membranauslenkungen vom Chassis ferngehalten, und man kann die Lautstärke nochmals erheblich steigern. Soll auch der Tiefbaß von 20 bis 40 Herz mit besonders hohem Schallpegel wiedergegeben werden, kann dies ein seperater aktiver Subbaß besorgen, den wir allerdings für absolut unnötig halten.
Die Höhenanpassung im Direktschall ist +/- 3dB. Die Raumanpassung mit dem Raumakustik-Lautsprechern geht von 0 bis -18 dB.
Die abgeschrägten Gehäusekanten können mit Kantenschutzleisten aus Acryl geschützt werden (gegen Aufpreis). Damit läßt sich erreichen, daß die Lautsprecher auch nach vielen Gebrauchsjahren noch gut aussehen, und keine angeschlagenen Kanten haben.

Die Farbe der Acrylleisten ist im Normalfall schwarz, bei weißen Boxen-Gehäusen aber weiß.
Die kleinen „Regal-Lautsprecher“ können mit dem Standfuß aus transparentem Acryl auch als „Stand“-Lautsprecher genutzt werden. Die Fußplatte ist dabei aus dem gleichen Material wie das Boxengehäuse. Das Lautsprecherkabel und sogar das Stromkabel der Aktivboxen können so an den senkrechten Acrylstäben befestigt werden, daß sie fast unsichtbar werden. Die kleine Box schwebt nahezu frei über dem Boden. Der optische Eindruck ist faszinierend (Geschmacksmuster angemeldet).

Passiv-Version
Sie kann an jeden Verstärker angeschlossen werden, der Lautsprecher-Ausgänge von 4-8 Ohm hat.

Aktiv Version
Sie kann am Eingang I (1 Volt Empfindlichkeit, Chinchstecker) an jedem Verstärker angeschlossen werden, am Eingang II (20 Volt Empfindlichkeit, Lautsprecherklemmen) kann sie mit jedem beliebigen Lautsprecherausgang eines Endverstärkers verbunden werden.
Auch ein symmetrischer Eingang nach der Studio-Norm mit +6dB ist verfügbar, diese Ausführung hat keine Einschaltautomatik.

Die Lautsprecher-Gehäuse sind aus mitteldichten Faserplatten (MDF) mit hoher Dämpfung. Die Oberfläche gibt es in Echtholzfurnier und mit Nextel-Beschichtung. Nextel ist abriebfest und kratzunempfindlich, die Farbe ist antarzit. Die Holzarten sind Esche weiß0, schwarz, natur, nußbaum, Mahagooni und Kirschbaum.
Acrylleisten: schwarz oder weiß.
Die Lautsprecherabdeckung des FRS-Gehäuses ist leicht dunkel braun oder hellgrau.
Die Lautsprecherabdeckung der Raumakustiklausprecher ist ein Gitter, die Farbe ist schwarz, bei weißen Boxen weiß.

Studio-Version
Die FRS Vollbereichs-Punktstrahler sind technische Präzisions-Lautsprecher bisher nicht bekannter Art.
Sie beschönigen nichts, verschleiern nichts und verschlucken nichts. Sie beeinflussen auch nicht die Raumichkeit der Tonaufzeichnungen durch lautsprecherbedingte Effekte. Sie sind technisch so gut, daß sie richtige oder falsche Klangbearbeitung ebenso deutlich hörbar werden lassen, wie alle akustischen Fehler.

Erstmals lassen sich mit ihnen auch die akustischen Probleme im HiFi-Bereich gehörmäßig klar erfassen, die bisher von teschnischen Fehlern oft völlig verdeckt wurden.

Sogar die kleinen Abmessungen der FRS Vollbereichs-Punktstrahler stellen nicht nur einen hohen Gebrauchswert dar, sie bewirken auch enrome akustische Vorteile. Wird nämlich die schallabstrahlende Membranfläche der Lautsrpecher zu groß, hat dies unweigerlich einen Verlust bei der Abbildungsgenauigkeit der Instrumente zur Folge. Deshalb werden heute bereits in vielen Tonstudios oft Punktstrahler eingesetzt, allerdings als Koaxialsysteme. Das sind Zweiwege-Lautsprecher, die Frequenzweichen benötigen.
Wir haben die Frequenzweiche weggelassen und Erfindungen verwirklicht, die eine weitere Verkleinerung der Abstrahlfläche ermöglichen. Die FRS-Vollbereichs-Punktstrahler bieten somit zusätzliche technische und akustische Vorteile.

FRS Vollbereichts-Punktstrahler sind deswegen auch akustische Präzisions-Lautsprecher bisher nicht bekannter Art.
Sier erlauben exakte Beurteilung des Tonmaterials in Bezug auf notwendige Verbesserungen bei der Mikrofonpositionierung, und sie machen auch die notwendigen akustischen Unterschiede des Tonmaterials für die Hörmedien Lautsprecher und Kopfhörer deutlich. Gerade diese akustischen Fragen aber werden in Zukunft einen immer entscheidenderen Einfluß auf die Klangqualität in der Tontechnik gewinnen. Wer die Musik beurteilen will, und wirklich nur die Musik, der benötigt fehlerfreie Übertragungsgeräte. Wir halten deswegen unsere FRS Vollbereichs-Punktstrahler für unentbehrliche Arbeitsgeräte der Tonmeister, der Toningenieure und in der gesamten Tonstudeiotechnik. Sie sind bereits im Einsatz in verschiedenen Tonstudios sowie bei Rundfunk- und Fernsehanstalten.

FRS Vollbereichs-Punktstrahler als Studio-Monitor:

  • Das Gehäuse ist aus hochwertigen MDF-Platten mit Nextel-Beschichtung, die Farbe ist antharzit.

Der Griff an der Oberseite der Box erleichtert den Transport.

  • Eine seitliche Befestigungsmöglichkeit kann am Gehäuse angebracht und ein U-Bügel mitgeliefert werden. Dies dient zum Anbringen der Box auf Ständern oder einer Hängevorrichtung.
  • Die TV-Version: Hierbei wurde das Magnetfeld so abgeschrimt, daß das Lautsprechergehäuse direkt neben einem TV-Monitor plaziert werden kann.
  • Die Betriebsanzeige ist vorne.
  • Der symmetrische Eingang entspreicht der Studio-Norm mit +6dB, diese Ausführung wird ohne Einschaltautomatik geliefert
  • Das Netzkabel an der Rückseite ist gegen Herausziehen sicherbar.

Technische Daten:

Allgemeines

  • 1 FRS Vollbereichs-Chassis von 200mm Durchmesser
  • 3 Raumakustik-Chassis von 40mm Durchmesser
  • Übertragungsbereich 35: 40-20.000 Herz +/- 3dB gewob. / 65: 65-20.000 Herz +/- 3dB gewob.
  • Schalldruck in 1m Entfernung bei Volaussteuerung 100dB
  • Höhenanpassung (Direktschall) ab 1k Herz +/- 3dB
  • Raumanpassung (Indirektschall) ab 5k Herz stufenlos -18 bis 0dB
  • Baßfilter (abschaltbar) ab 65 Herz mit 6dB/Okt. fallend
  • Maße (BHT) 25 x 37 x 20cm
  • Gewicht 7,5kg (Passiv) bzw. 10kg (Aktiv und Studio)

Passiv-Version

  • Dauerbelastbarkeit 120 Watt
  • Musikbelastbarkeit 180 Watt
  • Impulsbelastbarkeit 250 Watt
  • praktische Betriebsleistung 5 Watt
  • Minimale Impedanz 3,7 Ohm / 400 Herz
  • geeignet für Ausgänge mit 4-8 Ohm
  • Neupreis DM 1.600,-- (gem. Preisliste 1993)

Aktiv-Version

  • Eingang I Cinchbuchsen
  • Eingangsimpedanz I 20kOhm
  • Eingangspegel I 1 Volt
  • Eingang II: Lautsprecher-Klemmen
  • Eingangsimpedanz 330 Ohm
  • Eingangspegel 20 Volt
  • Einschaltautomatik: Einschaltpegel 2,0mV / Abschaltpegel 0,5mV
  • Abschaltverzögerung 5 Min.
  • Symmetrischer Eingang wie bei Studio-Version gegen Aufpreis
  • Verstärker: MOS-FET Mono-Endstufe
  • Dauerleistung (Sinus) 120 Watt
  • Musikleistung 150 Watt
  • Impulsleistung 200 Watt
  • Klirrfaktor 0,01%
  • Flankensteilheit > 25V/µs
  • Einschaltverzögerung 2s
  • elektronischer Überlastschutz
  • Leistungsaufnahme ca. 10 VA (Leerlauf) bzw. 150 VA (Vollaussteuerung)
  • Neupreis DM 3.300,-- (gem. Preisliste 1993)

Studio-Version

  • NF-Eingang: Cannon-XLR mit Pegelsteller, symmetrisch, Erdfrei
  • Netzeingang: 220V / 50 Hz 3poliger Kaltgeräte-Einbaustecker mit Kabelverriegelung und 2,5A (träge) Netzsicherung)
  • Eingangsimpedanz 40kOhm
  • Eingangsempfindlichkeit + 6dB (1,55V)
  • Anzeige der Betriebsbereitschaft durch grüne Leuchtdiode
  • Überlast- und Störanzeige durch rote Leuchtdiode
  • Klirrfaktor bei 80dB in 2m Entfernung < 1%
  • TV-Version mit Magnetabschirmung
  • Haltegriff und Bügel für Aufhängung

Quelle: Pfleid: Lautsprecher – Elektronik – Akustik – Innovation, 1990

Testberichte

Neue Technologie revolutioniert den Lautsprecher-Bau: Lautsprecher-Test FRS-20R im rf-Magazin 12/1991

(...) Dipl.Ing. Peter Pfleiderer, Preisträger, High-End-Entwickler, Akustik-Experte sowie Autor (...) erinnert in seinem Vorwort zu „HiFi auf den Punkt gebracht“ an die vor 20 Jahren zum Teil von der Konkurrenz sehr unsachlich geführten Diskussion, als es Harman Kardon gelang, bei HiFi-Verstärkern das Rechtecksignal erstmals ohne Verfälschungen wiederzugeben, was seinerzeit einen Meilenstein im Verstärkerbau bedeutete. (...) Pfleiderer: „heute müssen das alle hochwertigen Verstärker können“, und die CD-Player können es auch.
Wir haben in einigen Anbieter-Werkstätten nachgefragt, wie es sich denn mit dem Rechtecksignal, bezogen auf die eigenen Produkte, verhalte. Aufgrund der Unsicherheiten, auf die wir stießen, wollen wir auf dieses Rechtecksignal etwas intensiver eingehen (...).:
Welch großen Einfluß Phasenfehler auf die Musikwiedergabe haben, läßt sich noch besser mit Frequenzgemischen aufzeigen als mit einzelnen Frequenzen in Gestalt von kontinuierlichen Sinussignalen oder Tonbursts. Bei Frequenzgemischen überlagern sich die einzelnen Frequenzanteile zu Hüllkurven. Eine solche Hüllkurve ist das zu Messungen verwendete Rechtecksignal. Diese Rechtecksignale enthalten das gesamte Frequenzspektrum; die Rechteckform ergibt sich aus der phasenrichtigen Überlagerung aller sinusförmigen Frequenzanzeigen. Rechtecksignale bestehen, wie Musik, aus Tongemischen. So wie sich beim Rechtecksignal die Rechteckform aus der richtigen Überlagerung aller Frequenzen zusammensetzt, ergibt sich beim Musiksignal die Hüllkurve aus allen Anteilen der Frequenzgemische. Die Hüllkurven oder der wahrnehmbare Klang setzt sich aus der richtigen Überlagerung von Grund- und Obertönen zusammen.
Beim elektrodynamischen Wandler passiert es nun prinzipbedingt, daß die tieffrequenten Schallanteile bis zu -180 Grad, die hochfrequenten Schallanteile bis zu + 90 Grad gegeneinander phasenverschoben wiedergegeben werden. Das heißt, eine akustisch richtige Überlagerung der einzelnen Frequenzanteile ist also gar nicht möglich.
Soweit zunächst die Grundlage, auf denen Peter Pfleiderer das bisher schwächste Glied der HiFi-Kette, den Lautsprecher, anging und dabei unterstützt wurde vom Bonner Forschungsministerium ebenso wie vom Land Bayern und zahlreichen technischen Instituten.
Der Autor dieser Zeilen, von Hause aus kein Techniker, gibt gerne zu, bis vor einiger Zeit die Zusammenhänge der „richtigen Überlagerung der einzelnen Frequenzanteile“ und deren prinzipbedingten Unmöglichkeit bei elektrodynamischen, also unseren gängigen Lautsprechern nichts gewußt und dann auch erst recht zögerlich erkannt zu haben.
Aber uns ist es so gegangen wie sicherlich den meisten Konsumenten im Fachhandel auch. Techniker sind nur selten in der Lage Otto-Normalverbraucher technische Zusammenhänge auf verständliche Art und Weise zu erklären. (...)
So blieb es dann für uns auch bis zu dem Tag, als wir Peter Pfleiderer in seinem Münchner Labor aufsucht – natürlich voreingenommen und skeptisch. Hatten wir doch Lautsprecher zu Hause stehen, die von der Größe her (wir lieben große Lautsprecher) und nach Aussagen von Testzeitschriften zu den besten gehören, die auf dem deutschen Markt zu haben sind. In München trafen wir dagegen auf Regal-Lautsprecher. Also auch hier der Verdacht, daß selbst ein Peter Pfleiderer, den wir doch seit der Zeit seiner Exponentialhörner aus Marmor als seriösen Gesprächspartner kennen, versucht, uns mit vorführtechnischen Überraschungstricks hinters Licht zu führen, wie es andere gerne tun – und dabei auch noch erfolgreich sind?
Hinzu kam, daß es sich bei seinem Wandler ebenfalls um einen Einbereichs-Lautsprecher handelt, dessen Schwächen ja allgemein bekannt sind.
Wir betraten, wie gesagt, also voller Vorurteile den Vorführraum – und trauten bereits bei den ersten Klängen unserer Ohren nicht. Hätte es sich um einen optischen Eindruck gehandelt, wir hätten unsere Brillen abgenommen, um sie in dem Glauben zu putzen, wir hätten zuvor keine Sicht, hätten Konturen deshalb nicht scharf genug erkennen können.
Aus dem bereits angesprochenen Hause Harman Kardon in Heilbronn hat uns vor geraumer Zeit ein Geschäftspartner auf unsere Frage, wie denn der Wertmaßstab „High End“ zu begründen sei, folgende Antwort gegeben: „Wer den Anspruch „High End“ für sich erhebt, muß Produkte anbieten, die es dem Zuhörer ermöglichen, mit den Ohren sehen zu können“.
Seit dem Besuch in München fügen wir hinzu: ... und zwar konturenscharf. Soll heißen, der FRS 20 R. FRS steht für Full Range Speaker, dieser Vollbereichs-Punktstrahler also zeigte nicht nur die Plätze von Instrumenten und Interpreten auf und ließ sie auch dort stehen, er verarbeitete selbst Frequenzgemische großer Symphonie-Orchester so sauber, daß der Begriff der Natürlichkeit für die Reproduktion uneingeschränkt benutzt werden kann.
Wir verzichten an dieser Stelle bewußt auf die üblich gewordenen blumigen und zugegeben phantasievollen Beschreibungen von Lautsprecher-Reproduktionen.
Für einige Tage hatten wir die Möglichkeit die FRS-Punktstrahler zu Hause testen, sprich genießen zu können. Und erst an diesem Ort waren wir – Peter Pfleiderer möge es uns verzeihen – gänzlich überzeugt davon, in München die Wahrheit gehört zu haben.
(...)
Bei den FRS-Wandlern handelt es sich (...) um Federgewichte, nicht aber im Vergleich zum Dargebotenen. Doch: solche Produkte muß man erleben, um sie beurteilen zu können, und zwar in Ruhe. Nicht in irgendeiner Ecke des Geschäftes und womöglich mitten im Einkaufsstreß am langen Samstag.
(...)
Peter Pfleiderer ist der Ansicht (...), daß der Wunsch auch der technisch perfekten und meßtechnisch nachweisbaren fehlerfreien Lautsprecherwiedergabe zwar schon viele Schallwandlerkonstruktionen hervorgebracht habe, daß es trotz zahlreicher Versuche aber erst dem Münchner selbst gelungen sei. Für diese Aussage tritt er aber auch den Beweis an.
Um den jetzigen stand der Lautsprechertechnik überhaupt erreichen zu können, sei eine neue Technik Vorraussetzung gewesen, die in jahrelanger Forschungsarbeit Schritt für Schritt entwickelt wurde. Der erste Schritt war die Entwicklung der „TPS Analogrechen-Schaltung“. TPS steht für Transducer Preset System. Mit der Schaltung wird der prinzipbedingte Fehler elektrodynamischer Wandler sowohl im Schalldruckverlauf wie im Phasenverlauf kompensiert.
Der zweite Schritt war die Erkenntnis, daß die elektronsiche Filterschaltungen der Frequenzweiche derart stark auf das elektrische Signal einwirke, daß sich dabei grundsätzlich Signalverfälschungen nicht mehr vermeiden lassen, Um ein elektrisches Signal wirklich ohne jede Verfälschung akustisch übertragen zu können, mußte eine Technik gefunden werden, die ohne Frequenzweiche auskommt.
Der logische dritte Schritt war also die Entwicklung eines Vollbereichs-Punktstrahler-Chassis. Die Forderung an dieses Chassis: Ohne Frequenzweiche den gesamten Frequenzbereich verzerrungsfrei und ohne akustische Fehler abzustrahlen. Ein solches Chassis weist nicht den hohen Anteil an Partialschwingungen auf und ist gleichzeitig eine Punktschallquelle, von der aus alle Frequenzen gleichmäßig ohne Bündelwirkung abgestrahlt werden. In Verbindung mit der TPS-Entzerrung können die elektrischen Signale des gesamten hörbaren Frequenzbereichs technisch und akustisch fehlerfrei in Schallwellen umgewandelt werden.
Der vierte Schritt galt der Entwicklung der Raumakustik-Lautsprecher, die als einfache Zusatzlautsprecher in Verbindung mit den hochwertigen Hauptlautsprechern eingesetzt werden. Mit diesen Zusatzlautsprechern – ob nun im selben Gehäuse wie der Hauptlautsprecher oder separat – kann die Anpassung an die unterschiedlichen Hörräume durchgeführt werden, ohne daß dabei das fehlerfreie Schallsignal der Hautplautsprecher wieder verfälscht werden muß.
(...) Da die beiden entscheidenden Fehler eines elektrodynamischen Lautsprecherchassis im Amplituden- und Phasenfrequenzgang vom Masse-Feder-Dämpfungs-Schwingsystem herrühren, also systembedingt und damit bekannt sind, lehnt Peter Pfleiderer zur Fehlerbehebung etwa Sensoren oder Gegenkopplungsschaltungen ab. Man wisse ja im voraus, mit welchen Abweichungen bzw. Fehlern ein Chassis auf ein bestimmtes Ansteuerungssignal reagiere.
Im Gegensatz zu Verstärkern, in denen Fehler durch Rückkopplungsschaltungen verhindert werden können, bliebe es bei elektrodynamischen Wandlern mit solchen Schaltungen bei wirklungslosen Regelversuchen. Pfleiderer: „In Rückkopplungsschaltungen bei elektrodynamischen Lautsprechern kommen durch das Membran- und Schwingspulengewicht sowie aufgrund der zu bewegenden Luft wirklichen Massen im Regelungskreis vor, und außerdem liegt die kritische Phasendrehung voll innerhalb des Übertragungsbereiches. Aus diesen Gründen ist keine hohe Schleifenverstärkung ohne Schwingneigung möglich. Wenn aber die Schleifenverstärkung klein gehalten werden muß, läßt sich auch keine gute Regelwirklung mehr erzielen.“
Die TPS-Lautsprecherentzerrung ist eine stabile Analogrechen-Schaltung, die auf den inversen Amplituden- und Phasenfrequenzgang des zu korrigierenden Lautsprechers eingestellt wird. In Reihe mit dem Lautsprecher geschaltet, werden so seine Fehler kompensiert. Der Konstrukteur sieht darüber hinaus den Vorteil, daß die Übertragung von Signalen ohne akustische Fehler auch mit den preiswerten elektrodynamsichen Chassis möglich ist: „im Gegensatz zu einer 'dummen' Nachregelung 'kennt' die TPS-Entzerrschaltung bereits die zu erwartenden Fehler des Lautsprechers und kann sie deswegen von vornherein zuverlässig verhindern.“
Diese Schaltung lasse sich bei Kopfhörern und Mikrofonen einsetzen.
Peter Pfleiderer, der ja nich nur ein in unsrere Branche anerkannter HiFi-Experte, sondern darüber hinaus als Konstrukteur zahlreiche – auch international abgesicherte – Patente besitzt, drückt das technisch aus, was wir mit dem Wort „Natürlichkeit“ bei der Lautsprecherentzerrung versucht haben zu umschreiben: „Werden Fehler im Amplituden- und Phasenfrequenzgang nicht kompensiert, entstehen Klangverfärbungen und Fehler in den Ein- und Ausschwingungsvorgängen bei Impulsen. Die für das Hören so wichtige Einschwingvorgänge und Ortungswahrnehmungen werden verfälscht. Hörbar werden die Phasenfehler vor allem bei Impulsen. Die einzelnen Impulsanteile des Hoch- Mittel- und Tieftonbereichs werden durch die unterschiedliche Phasenlage dieser Frequenzen zeitlich verstzt und treffen dadurch nacheinander beim Hören ein. Die ersten Wellenfront des Direktschalls wird zerstückelt.
Wenn nur Frequenzweichen wegen ihrer Fehlerwrikung abgelehnt werden, dann bleibt ja nur der Vollbereichslautsprecher. Doch auch bei einem elektrodynamischen Breitband-Lautsprecher ist – wenn der nicht entzerrt ist - „eine Phasenverschiebung von 90 Grad im Bereich von 100 Herz durchaus üblich. Die Wellenlänge von 100 Herz beträgt 3,30m, so daß die Phasenverschiebung von 90 Grad einer Laufzeitverzögerung in der Schallausbreitung des Direktschalls von 0,80m Wegstrecke entspricht. Die tiefen Töne bei 100 Herz werden also gegenüber den höheren Frequenzen desselben Chassis so gehört, als kämen sie von einem Instrument, das 0,80m weiter entfernt steht“.


Einer für Alle: Pfeid FRS 20S Lautsprechertest in Stereo 6/95

Das Ziel ist ein akustischer Wandler, der Musik phasenrichtig wiedergeben kann. Hat die Münchener Firma Pfeid den Lautsprecher der Zukunft erfunden?
Wir wissen, daß Lautsprecher immer noch das schwächste Glied der Übertragungskette sind – verglichen mit der heute erreichten Perfektion der Elektronik. Peter Pfleiderer, Erfinder und Patentinhaber, weiß wovon er spricht, wenn er den idealen akustischen Wandler definiert. Bisher wurden Lautsprecher vor allem danach beurteilt, wie gleichmäßig der Schalldruckverlauf ist. Pfleiderer betont jedoch, daß die zeitrichtige Wiedergabe von Musik mindestens ebenso wichtig ist. Konventionelle Lautsprecher mit großen Baßlautsprechern, Mittel- und Hochtonchassis benötigen eine Frequenzweiche und können fast alles – nur nicht phasen- und zeitrichtig spielen. Der Schall der verschiedenen Systeme trifft, bedingt durch die räumliche Anordnung und aufgrund der Phasendrehung in der Frequenzweiche, zu unterschiedlichen Zeiten auf das Ohr. Diese Fehler drücken sich nicht im Frequenzgang aus, sondern in Ein- und Auschwingverzerrungen. Hörbar wird dies besonders deutlich bei Schlag- oder Tasteninstrumenten. Die zeitliche Verschiebung verfälscht außerdem die Hüllkurve von Frequenzgemischen, also den originalen Klang eines aus Grundton und Oberwellen zusammengesetzten Tons eines Musikinstruments. Schließlich entsteht durch Phasenfehler ein künstlicher Räumlichkeits-Effelt, der mit der natürlichen Abbildung der musikalischen Bühne nichts zu tun hat. Nur wenn ein Breitband-Chassis den gesamten Übertragungsereich abstrahlt, lassen sich diese Phasenfehler vermeiden. Korrigiert man nun noch den Phasen- und Amplitudenverlauf eines geeigeneten Breitbad-Wandlers mit einer dazu inversen Vorschaltelektronik, läßt sich der pahsenrichtig abstrahlende Lautsprecher realisieren. Meßtechnisch ist ein so konzipiertes System daran zu erkennen, daß es verzerrungsfrei Rechtecksignale wiedergeben kann. Darauf hat Pfleiderer seit März dieses Jahres europaweit die Patentrechte erhalten.

Das Ziel ist bekannt, der Weg zum idealen Punktstrahler noch weit. Lautsprecherchassis, die den gesamten Übertragungsbereich ohne Bündelung und Verfärbungen reproduzieren können, gibt es noch nicht. Der ebenfalls patentierte 20cm-Breitband in der Pfleid FRS 20S kommt dem Ideal jedoch schon sehr nahe. Der Trick: Die Kalotte ist nicht starr mit der beschichteten Pappmembran verbunden. Eine plastische Verbindung aus Gummi verhindert, daß hohe Frequenzen auf die ganze Membran übertragen werden – mit dem Ergebnis, daß Bündelungseffekte im Hochtnbereich reduziert sind. Ganz gelingt dies allerdings nicht Die immer noch vorhandene Bündelung des Chassis wirkt sich im tonalen Bereich geringfügig aus. Das Breitbandchassis, eher dessen Metallkalotte, bringt so eine leichte Eigenfärbung mit. Ergänzt man das Klangbild jedoch mit den drei stufenlos hinzuregelbaren Hochtönern, klärt sich das Bild. Jetzt gewinnt die FRS 20S deutlich an Offenheit, ohne daß die große Stärke des Punktstrahlers – die überragende Auflösung dynamischer Strukturen – aufgehoben wird. Klavieranschläge klingen in überwältigender Natürlichkeit an und nach. Gitarren spielen körperhaft im Raum, jedes Instrument eines Orchesters hat seinen festen Platz auf der genau aufgeteilten Bühne. Pfleiderers Box kann Authentizität vermitteln. Nichts wirkt zerrissen, das Bild der Musik ist in sich geschlossen, sehr homogen und besitzt Plastizität. Auf dem Wege zum perfekten Lautsprecher arbeitet die Pfleid FRS 20S einen großen Schritt voran – auch wenn das ideale Breitbandchassis noch nicht erfunden worden ist.

Was sie über Punktstrahler wissen sollten

Tieftöner müssen groß sein, Hochtöner sollten kleine Abmessungen und eine niedrigen Membranmasse haben, um ihre spezifischen Aufgaben optimal erfüllen zu können.
Die Realisation eines Punktstrahlers eines Punktstrahlers setzt ein geeignetes Breitband-Chassis voraus, das jedoch nur ein Kompromiß zwischen unterschiedlichen Anforderungen sein kann. Der Wandler von Pfleid verfügt über zwei Teilflächen, die quasi unabhängig voneinander arbeiten. Ein Gummiring koppelt die Membranflächen des Breitbandkonus „plastisch“ an die Schwingspule an. Dieses Zwischenstück verhält sich bei tiefen Freqeunzen steif, bei hohen Frquenzen ist die Verbindung weich. Der Vorteil dieser Konstruktion: da sich die hohen Frequenzen nicht auf die gesamte Membranfläche übertragen können, bündelt der Teilflächen-Wandler den Schall weniger als ein konventioneller Konus gleicher Größe. Zudem werden Partialschwingungen in Bereich höherer Frequenzen reduziert, da der Konus hier nicht angeregt wird. Wie bei allen Vollbereichswandlern entsteht jedoch ein „Doppler-Effekt“, wenn gleichzeitig mit einem hohen Ton tiefe Frequenzen die Schwingspule in heftige Bewegungen versetzen.
Verstärker und CD-Player können längst, was Lautsprecher vor Probleme stellt, nämlich phasenlinear übertragen. Sobald Lautsprecher mit mehreren Chassis arbeiten, müssen sich die räumlich auseinander liegende Schallquellen zeitrichtig überlagern – was im Prinzip unmöglich ist. Die Phasendrehung in der Frequenzweiche und beim Lautsprecherchassis führen dazu, daß die Töne das Ohr unterschiedlichen Frequenzlagen zeitlich versetzt erreichen. Mit mechanisch versetzten Chassis und aufwendiger digitaler Kompensation lassen sich die Fehler theoretisch kompensieren.
Dies kann jedoch bei Merhwege-Lautsprechern nur für einen einzigen Punkt im Raum erfolgen. Ein Breitband-Chassis läßt sich dagegen relativ einfach mit Hilfe einer Elektronik, die den Phasen- und Amplitudengang invers ausgleicht, in ein zeitrichtig arbeitendes System verwandeln. So ein Lautsprecher kann – wie ein Verstärker – Rechtecksignale unverzerrt übertragen. Das Ein- und Ausschwingen ist ideal, auch außerhalb der Hörachse.

Labor

Trotz des „Teilflächen-Breitbandchassis“ bündelt die FRS 20S oberhalb von 2kHz etwas den Schall. In Kombination mit den Hochtönern ergibt sich jedoch ein gleichmäßiger Frequenzgang über den Raumwinkel. Die akustische Phase ist in weitem Bereich linear. Bei 20kHz weist die Metallkalotte eine massive Resonanzstelle auf.
Künftige Lautsprechersysteme werden sich wohl an der Pfleid FRS 20S orientieren. Der weitgehend phasenlinear arbeitende Punktstrahler zeichnet dynamische Strukturen natürlich nach, die Raumabbildung ist authentisch. Zusammen mit den Hochtönern klingt er auch tonal sehr ausgewogen.
Stereo-Testurteil: Sehr gut.

Pfleid FRS 20S

  • geschlossenes 1 ½-Wege Lautsprechersystem
  • 1 TT- und ein Breitband-Chassis
  • Empfindlichkeit bei 2,8 Volt und 1,5m: 90dB SPL
  • max. Erreichbarer Schalldruckpegel 100dB SPL bei 24 Volt Ausgangsspannung / 144 Watt
  • max. Impedanzwert 10 Ohm bei 54 Herz
  • min. Impedanzwert 3,9 Ohm bei 6700 Herz
  • Nennwiederstand 4 Ohm
  • Abmessungen 290 x 1000 x 205mm
  • Paarpreis DM 6.780,-- / Aktiv-Version DM 9,400,--
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