not0815 - Flic-Flac TML - Bauplan 2-Wege u. 2-1/2-Wege Transmission-Line-Boxen

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Flic-Flac / Flic-Flac MK II MK3
copy 2007 - 2010 by not0815
Transmission-Line-Standbox
in 2-Wege D'Appolito- oder in 2-1/2 Wege-Schaltung
Die bezahlbare Alternative für Menschen mit hohen musikalischen Ansprüchen

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Diese Transmission-Line-Boxen zeichnen sich durch ein neutrales, natürliches und sehr dynamisches Klangbild aus. Die schlanke Bauform verhilft der Box zudem zu einer ungeahnten Räumlichkeit. Die neutrale Abstimmung lässt den Lautsprecher auch zu keiner Zeit aufdringlich erscheinen. Die Basswiedergabe ist TML-typisch dabei jedoch sehr dynamisch und sehr tiefreichend. Die untere Grenzfrequenz liegt bei ca. 35 Hz.

Als Tiefmitteltöner kommen zwei 188 Millimeter Chassis zum Einsatz. Die Auswahl für die Flic-Flac fiel auf die preiswerten aber dennoch qualitativ recht hochwertigen Westra Lautsprecher vom Typ KW-160-1398-8. Diese Chassic sind aufgrund der Antriebsdaten und ihrer Thiele-Small-Parameter (TSP) nicht nur sehr gut für einen Einsatz in Transmission-Line-Gehäusen geeignet, sondern zeichnen sich zudem durch eine in dieser Preisklasse nur selten anzutreffenden hervorragende Mitteltonwiedergabe aus. Alternativ würden sich bei entsprechender Anpassung der Weiche auch der Westra KW-180-2694(KW-180-2698) und der Gradient GCP-188 und der IT W180/8 eignen.

Als Hochtöner kommen nur Lautsprecher in Frage die eine Trennfrequenz von ca. 2-3 kHz ermöglichen. Sehr preiswerte Kalottenhochtöner können bei dieser Frequenz nur eingeschränkt, insbesondere nur unter Akzeptanz recht hoher Verzerrung, betrieben werden. Die von mir oft bevorzugten und für eine so niedrige Übernahmefrequenz geeigneten 25mm SEAS Kalotten sprengen jedoch den für dieses Projekt gesetzten Preisrahmen. Eine preisliche Alternative und sehr gute brauchbare Lösung stellt die 25 mm Westra Kalotte XDT-25-978 dar. Die Resonanzfrequenz dieser Kalotten von ca. 950 Hz, ihr ordentlicher Wirkungsgrad und der solide mechanische Aufbau läßt bei relativ geringen Klirrwerten eine Ankopplung bei ca. 2,5 kHz zu. Die Frontplatte des Hochtöners mit leichten Waveguide optimiert zudem die Anpassung an die Tiefmitteltöner.

Flic-Flac MK II
Als Ersatztyp für den nur noch sehr schwierig zu beschaffenden original Westra KW-160-1398-8 bietet sich der baugleiche ARN-188-05/8 an, der wie der Westra von TVM (ehemalige TESLA Werke) gefertigt wird. In Deutschland wird der ARN-188-05/8 Tiefmitteltöner von Intertechnik unter der Bezeichnung Gradient GCP 188 vertrieben. Alternativ würde sich auch der IT W180/8 eignen. Als klanglich gleichwertige Hochton-Alternative für die zwischenzeitlich ebenfalls nur noch schwer zu beschaffende Westra Kalotte bietet sich die 25 mm Kalotte Newtronics HT-26 gerade zu an. Sie ist nicht nur ebenfalls sehr preiswert, sondern konstruktiv und klanglich auf ähnlich hohem Niveau wie die Westra XDT-29-978. Da die Einbaumaße denen der Westra Kalotte im wesentlichen entsprechen, muss lediglich die Frequenzweiche für die neue Flic-Flac MK II mit dem Newtronics HT-26 Hochtöner angepasst werden.

Download der WBS-Chassisdatendateien für den Westra XDT-25-978 , den Westra KW-160-1398-8 und den Newtronics HT-26.

Flic-Flac MK3
Als Tiefmitteltöner kommen bei der Flic-Flac MK3 zwei 175 mm Chassis aus deutscher Produktion zum Einsatz. Die Auswahl fiel auf qualitativ hochwertige LPG Lautsprecher vom Typ TMT-FlicFlac LHE . Als Hochtöner kommen nur Lautsprecher in Frage, die eine Trennfrequenz von ca. 1,5 - 2,5 kHz ermöglichen. Sehr preiswerte Kalottenhochtöner können bei dieser Frequenz nur eingeschränkt betrieben werden. Eine gute und harmonische Lösung dieser Aufgabe stellt die hervorragenden Gewebekalotte aus dem Hause Magnat dar. Die sehr niedrigere Resonanzfrequenz dieser Kalotte und ihr solider mechanischer Aufbau läßt bei geringen Klirrwerten eine Ankopplung ab ca. 2 kHz zu. Da die Einbaumaße der Magnat Kalotte im wesentlichen den der Vorgänger bestückungen entsprechen, muss lediglich die Frequenzweiche für die neue Flic-Flac MK3 an den Magnat Hochtöner angepasst werden.

---***--- Chassisbestückung ---***----

Typ: TMT-FlicFlac LHE (2x)
Belastbarkeit: 60 Watt
Nennimpedanz: 8 Ohm
Re: 5,9 Ohm
fo: 44 Hz
SPL: 87 dB
Korbdurchmesser: 175 mm
Einbauausschnitt: siehe Bauplan
kräftiges Antriebssystem
langzeitstabile Gummisicke

Typ: Magnat MTabs19s
Belastbarkeit: 100 Watt m. 12dB/4 kHz Filter
Nennimpedanz: 8 Ohm
Re: 3,8 Ohm
fo: 920 Hz
SPL: 92dB
Korbdurchmesser: 105 mm
Einbauausschnitt: siehe Bauplan
akustisch optimierter Frontträger
fluidfrei

Der TML-Gehäuseaufbau ist sehr einfach; eigentlich eine einfache Kiste (23,8 x 33,7 x 108,8 cm BxTxH), siehe Plan. Der Line-Querschnitt dieser TML ist über die gesamte Länge konstant, hingegen sind die Tieftonchassis jeweils auf etwa 1/3 und 1/6 der Line-Länge angeordnet. Dies führt zu einem weniger welligen Frequenzgang als sonst bei vielen TML üblich. Um einen möglichst einfachen Aufbau zu gewährleisten, kann auf ein Anfasen der Gehäusekanten verzichtet werden. Ein positiver Einfluss von oft nur ca. 2 cm breiten Fasen ist akustisch derart gering, dass eigentlich nur optische Gründe hierfür sprechen können.

Das TML-Gehäuse ist über die gesamte Länge mit ca. 30-40 Liter Polyester Volumenvlies (30-50mm stark 300g/m²) zu dämpfen. Im oberen Umlenkbereich und am Lineanfang unter den Chassis ist die Watte etwas fester zu stopfen. Die erforderliche Dämpfung hängt auch recht stark vom Wiedergaberaum und Aufstellungsort ab. Hier sollte jeder hinsichtlich der eigenen räumlichen Verhältnisse und seines Geschmacks etwa experimentieren.

Nach einigen Versuchen und Messreihen haben sich für die Frequenzweiche zwei Schaltungsvarianten ergeben.

Chassis in D'Appolito Schaltung
Diese Schaltungsvariante bietet nicht nur einen guten Wirkungsgrad, sondern ist auch einfach und sehr preiswert aufzubauen. Die Basswiedergabe wirkt jedoch etwas schlanker als in der zweiten Schaltungsvariante.

2-1/2 Wege Schaltung
Zur Basswiedergabe ist unabhängig von Gehäusearten immer viel Membranfläche günstig. Mit steigender Frequenz ergeben sich jedoch mit größeren Membranfläche andere neue Probleme (z.B. Partialschwingungen), weshalb Mitteltöner u.a. auch eine geringere Membranflächen aufweisen. Da mit steigender Frequenz der erforderliche Flächenbedarf zur Erzeugung des gleichen Schallpegels abnimmt, reichen dort dann auch kleinere Membranflächen. Dadurch dass man bei sog. 2-1/2 Wege Konstruktion im Bassbereich zwei Chassis laufen lässt, verdoppelt sich die Membranefläche, der erzielbare Basspegel steigt gegenüber nur einem Chassis um theoretisch das Doppelte. Im Mitteltonbereich genügt die Membranfläche eines Chassis hierzu jedoch völlig aus, so daß man den einen Treiber früher abkoppeln kann und so die Probleme, die u.a. durch große Flächen im Mitteltonbereich häufig hervorrufen werden, deutlich vermindern kann. Zudem kann man durch eine geschickte Wahl der Trennfrequenz des nur im Bass- und Grundtonbereich spielenden Chassis den durch den sog. Baffle Step bedingten Pegelrückgang auf Achse halbwegs kompensieren. Einen "Nachteil" haben jedoch die 2-1/2 Wege Konstruktion: Im Bassbereich weisen sie eine recht niedrige gegenüber Boxen mit nur einem Bass eine etwas nur halb so große Impedanz auf. Solange hierbei jedoch ca. 3 Ohm im Minimum nicht unterschritten werden, kommen die meisten Verstärker damit klar.

Die optimale Trennfrequenz zwischen der 25 mm Hochtonkalotte und den 180 mm Tiefmitteltöner hat sich für diese Konstruktion bei ca. 2,7 kHz ergeben. Für eine echte D'Appolito Schaltung ist dies jedoch unter Verwendung von zwei Tiefmitteltönern der 17 cm-Klasse eigentlich eine etwas zu hohe Trennfrequenz. Die Schaltung als 2-1/2 Wege Weiche zeigt eine deutlich homogenere Wiedergabe als die preiswertere D'Appolito Schaltung. Auch in der räumlichen Darstellung und Ortung des Klanggeschehens ist sie der D'Appolito Schaltung klar überlegen. Nachteil der 2-1/2 Wege Schaltungsvariante ist jedoch ein recht geringerer Wirkungsgrad sowie der recht hohe schaltungstechnische Aufwand, was diese Weichenvariante etwa teuerer macht.

Die 2-1/2 Wege-Weiche im Einzelnen: Sie ist als 2-Wege Weiche mit akustischer Linkwitzcharakteristik 4. Ordnung (2.700 Hz) sowie einem zusätzlichen "halben" Weg zur Bassergänzung (Ausgleich des Baffle Step und Erhöhung des maximalen Schalldrucks) ausgestaltet. Das RC-Glied parallel zum oberen Tiefmitteltöner dient zur Linearisierung der Chassisimpedanz oberhalb der Grundresonanz. Das RC-Glied parallel über der ersten Tiefpassinduktion hilft die recht ausgeprägten Membranresonanzen im oberen Übertragungsbereich des Tiefmitteltöners zu unterdrücken. Die übrigen Teile des Weichenzweiges für den oberen Tiefmitteltöner bilden den eigentlichen Tiefpassfilter. Das RLC-Glied parallel zum unteren Tiefmitteltöner (siehe rote Markierung im Schaltplan) bewirkt eine Linearisierung der Impedanz im Bassbereich und legt so die Grundlage zu einer nahezu perfekten Funktion des Tiefpasses trotz der sehr tiefen Trennung. Das RLC-Glied kann entfallen. Ohne RLC-Glied ist die Basswiedergabe nicht ganz so impulstreu und trocken und mit etwas erhöhten Pegel bei ca.80-160 Hz. Die Unterschiede sind insgesamt jedoch recht dezent. Der akustische Hochpass des Hochtöners selbst setzt sich mit dem vorgeschalteten elektrischen Hochpass 2.Ordnung zur gewünschten Linkwitzfilterfunktion 4. Ordnung zusammen. Der Spannungsteiler vor dem Hochtöner sorgt für die nötigte Pegelanpassung an das Niveau des Tiefmitteltöners. Der parallel zum Reihewiderstand (3,3 Ohm) liegende 1- 2,2 µF Kondensator korrigiert den Pegel des Hochtöners oberhalb 12 kHz um ca. + 1,5 bis 2.5 dB und sorgt so für ein sehr luftiges Klangbild.

Messfrequenzgang (oktavgeglättet) und Impedanz mit RLC-Glied am unteren Tieftöner

ohne RLC-Glied am unteren Tieftöner

Für die Flic-Flac MK II war die Frequenzweiche an die Verwendung des Newtronics HT-26 Hochtöner und die TVM ARN-188-05/8 (Gradient GCP 188, IT W180/8) Tiefmitteltöner anzupassen. Die Tiefton- und Tiefmitteltonzweige bleiben gegenüber der Original Flic-Flac fast unverändert, lediglich der 0,6 mH Spulenwert ist auf 0,68 mH zu erhöhen. Ferner ist zur optimalen Anpassung des Newtronics HT-26 Hochtöner ein elektrischer Hochpass 3. Ordnung erforderlich. Da leichte Korrekturen des Pegels im oberen Hochtonbereich beim HT-26 hingegen nicht erforderlich sind, entfällt bei der Flic-Flac MK II der Brückenkondensator über dem Serienwiderstand. Wer einen etwas brillianteren Klang bevorzugt, sollte im Hochtonzweig den 2,7 Ohm Serienwiderstand auf 1,5 Ohm 5Watt und den 8,2 Ohm Parallelwiderstand auf 15 Ohm 5 Watt abändern.

Auch für die Flic-Flac MK3 wurde die Weiche wieder optimal an die Chassis angepasst. Weitere Details siehe hier.

Die Qualität der Weichenbauteile sollte immer in einem vernünftigen Verhältnis zur Qualität und zum Preis der verwendeten Chassis liegen. Die klanglichen Auswirkungen von Kondensatoren unterschiedlicher Bauarten in Frequenzweichen werden oft erheblich überschätzt. Die klanglichen Vorzüge sehr teurer Bauteile liegen meist im Voodoo und die zum Teil extremen Mehrkosten lassen sich oft nur aus Sicht der Bauteilverkäufer rechtfertigen. Für die FlicFlac können bei nur minimalsten klanglichen Einbußen durchaus preiswerte bipolare Elkos für alle Kondensatoren verwendet werden. Lediglich im Hochtonzweig ist es sowohl klanglich gerechtfertig als auch preislich vernünftig MKT Kondensatoren einzusetzen. MKP Kondensatoren bringen nach meiner Meinung hier zwar keine weiteren wirklich hörbaren klanglichen Vorteile, da aber die Mehrkosten für MKP anstatt MKT Kondensatoren im Hochtonzweig aufgrund der recht kleinen Kapazitätswerte recht gering sind, kann man um auch das hifidele Gewissen zu beruhigen durchaus MKPs verwenden. Im Bassmittelton- und Basszweig reichen bipolare glatte Elkos völlig aus, wobei im Bass auch raue bipolare Elkos ohne klangliche Einbußen verbaut werden können. Lediglich der 1 µF Kondensator im Bassmitteltonzweig sollte ein MKT- oder MKP-Typ sein. Aus Gründen der Betriebssicherheit sollten alle Kondensatoren eine Spannungsfestigkeit von ca. 35 VAC oder höher aufweisen. Die Spulen der Frequenzweichen sollten keinen wesentlich höheren Verlustwiderstand als im Schaltbild angegeben aufweisen. Spulen mit geringeren Verlustwiderstand bringen jedoch auch keinen klanglichen Vorteil, im Gegenteil wird bei erheblicher Unterschreitung der angegebenen Verlustwiderstände der Spulen im Bass- und Bassmitteltonzweig ein leichter Verlust der Tiefbasswiedergabe und eine leichte Anhebung des Mitteltonpegels und damit eine Änderung der tonalen Balance eintreten. Abweichungen von ca. +/- 20% vom angegebenen Verlustwiderstandswert sind jedoch in der Regel völlig vernachlässigbar, da kaum oder gar nicht hörbar. Bezüglich der Belastbarkeit reichen im Hochtonzweig Luftspulen mit ca. 0,7 mm Drahtdurchmesser und im Bassmitteltonzweig mit 1 mm Drahtdurchmesser völlig. aus. Als Tiefpassdrossel im Basszweig eignet sich am Besten eine Ferritrollkernspule mit ca. 1 mm Drahtdurchmesser (z.B. IT HQ43/6.8/095). Als Spule für den RLC-Kreis sind durchaus auch preiswerte sog. Entzerrerspulen (z.B. IT CO44/100/050) geeignet. Der Verlustwiderstand dieser Spule und der Serienwiderstand des Saugkreises müssen hier in der Flic-Flac-Weiche zusammen einen Wert von ca. 7,5 bis 8,5 Ohm aufweisen. Wieviel hiervon auf den Verlustwiderstand der Spule entfällt ist egal, lediglich die Belastbarkeit der Spule und des Widerstandes sollte ausreichend hoch (ca. 30 Watt) gewählt werden.

Welcher Variante dieser Box letztendlich der Vorzug gegeben wird, hängt neben dem Budget auch vom persönlichen Geschmack ab. Ich persönlich bevorzuge die 2-1/2Wege Schaltung mit RLC-Glied vor dem unteren Tieftöner, dies ist insgesamt klanglich die hochwertigste Variante mit der Westra bzw. TVM Bestückung. Mit dieser Weiche ist die Box in die Spitzenklasse der Lautsprecher einzustufen und braucht auch Fertigboxen der 2.000,- EUR Klasse nicht zu fürchten.

Erfahrungen und Meinungen zur Flic-Flac

Versionsübersicht

Flic-Flac (Original, Ur-Version) Tieftöner: 2x (nicht mehr lieferbar) alternativ 2x TVM ARN-188-05/8 oder (baugleich) 2x Gradient GCP 188 Hochtöner: Westra Kalotte XDT-25-978 (nur noch schwer zu beziehen) Weiche: 2-Wege D'Appolito Weiche oder 2-1/2-Wege Weiche	Flic-Flac MK II (Update-Version) Tieftöner: 2x TVM ARN-188-05/8 oder (baugleich) 2x Gradient GCP 188 alternativ 2x IT W180/8 Ohm Hochtöner: Newtronics HT-26 Weiche: 2-1/2-Wege MK II
Flic-Flac (Sonderversionen mit älteren Chassis) mit 2x Westra KW-180-2694, siehe unten	Flic-Flac LHE (neue Bausatz-Version) Tieftöner: 2x TMT-FlicFlac LHE Hochtöner: Gewebekalotte Heco LHE Weiche: 2-Wege D'Appolito Standardweiche, Std-Plus Premiumweiche