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K+T-Projekt „55 plus“:Aktive Soundbar mit eingebautem Subwoofer: Riegel mit Biss


Klang & Ton - epaper ⋅ Ausgabe 6/2019 vom 04.10.2019

Wenn man vielen Experten glauben darf, dann ist die Soundbar das kommende Lautsprechersystem überhaupt, vereinigt das Konzept doch audiovisuelle Anwendungsmöglichkeiten und kompakte Abmessungen wie kein anderes. Wir haben mal eine ziemlich bezahlbare Variante des Themas gebaut


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Bildquelle: Klang & Ton, Ausgabe 6/2019

Es muss ja nicht immer die superhighendige Riesenlösung sein, ab und zu darf Lautsprecherselbstbau auch noch zu seinen Wurzeln zurückkehren und preiswerte Speziallösungen für ganz bestimmte Anwendungen liefern. So wie hier: Wir wollten eine Soundbar für 55”-Zoll-Flachbildfernseher, was seit geraumer Zeit das Standardmaß für ...

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... preiswerte „Glotzen“ ist. Das läuft auf eine Breite von 1,20 bis 1,25 Meter hinaus. Wir haben uns am unteren Ende orientiert – im Zweifelsfalle sieht‘s besser aus, wenn der Fernseher ein paar Zentimeter übersteht und nicht die Soundbar. Kompakt und bezahlbar sollte das Ganze sein – da bietet sich Visaton als zuverlässiger Lieferant preiswerter Treiber immer an. Zwei Zweizoll-Breitbänder auf der Front und ein nach unten strahlender Fünfzoll-Doppelschwingspulen-Subwoofer, passiv gefiltert – das sollte klappen. Die Ansteuerung übernimmt ein preiswertes Zweikanal-Schaltverstärkermodul mit Bluetooth-Funktionalität. Klingt einfach – ist es eigentlich auch, die Tücken stecken wie üblich im Detail. Das gute Stück heißt „55 plus“, weil‘s als Ergänzung zu einem 55”-Fernseher gedacht ist.

Treiber

Dieses Projekt ist die perfekte Gelegenheit, mal wieder unseren Visaton-Lieblingszweizöller in Gestalt des FRS 5 X zu bemühen. Der wirklich gute Treiber ist für unter zehn Euro zu bekommen und verblüfft immer wieder durch seine Breitbandigkeit – im Zweifelsfalle taugt er sogar als Superhochtöner. Die Kehrseite der Medaille: Der Kleine ist echt schwierig einzubauen. Als Industrieschallwandler wird er normalerweise von hinten in eine entsprechend ausgeformte Schallwand eingesetzt, das ist für Selbermacher nicht so einfach. Wir haben seinerzeit schon mal einen Einbauring dafür entworfen und in ordentlichen Stückzahlen in der Gemeinde verteilt.
Für die tiefen Töne ist eine der jüngeren Visaton-Entwicklungen in Gestalt des W 130 X zuständig. Dieser 13-Zentimeter-Treiber ist ein waschechter Subwoofer, verfügt über zwei Vier-Ohm-Schwingspulen und versucht erst gar nicht, sich als Tieftöner zu verkleiden – der will möglichst tief getrennt werden. Der Treiber ist leise (unter 80 Dezibel Wirkungsgrad, einer schweren Membran sei Dank) und geschickt parametriert, sodass man ihn in einer Vielzahl von kompakten Gehäusen nutzen kann. Wir bauen ihn hier geschlossen ein, was ab sechs Liter Volumen ohne Probleme möglich ist.

Ansteuerung

Eine Soundbar braucht zwingend einen eigenen Verstärker, Fernseher haben in der heutigen Zeit keine Lautsprecherausgänge mehr. Wir haben mit dem Job ein preiswertes Chinamodul mit dem Verstärker-Chip TPA 3118 betraut, das es in beliebiger Form und Farbe auf den einschlägigen Plattformen zu kaufen gibt. Uns war eine Bluetooth-Konnektivität wichtig, viele Fernseher verfügen heutzutage über die Möglichkeit, Stereoton auf diesem Wege auszugeben. Diese Module gibt‘s für unter zehn Euro und wollen mit irgendetwas zwischen 12 und 28 Volt versorgt werden. Dafür eignet sich ein Notebook-Netzteil ausgezeichnet, das gibt‘s oft mit einer Spannung von 19 Volt. Eine genaue Empfehlung für ein bestimmtes Modul macht keinen Sinn – in der heutigen Zeit ist es kaum möglich, zweimal hintereinander die gleiche Platine zu bekommen. Probleme gibt‘s immer mal wieder mit dem Bluetooth-Eingang – achten Sie darauf, dass Sie keine Nebengeräusche bei der Übertragung haben. Falls doch – schade, da hilft nur der Umstieg auf eine andere Platine. Bitter, aber wahr – so läuft das heutzutage halt mit Billigprodukten aus dem Reich der Mitte. Üblicherweise haben diese Verstärkerchen noch einen 3,5-Millimeter-Klinkeneingang, auch darüber ließe sich eine Signalquelle anschließen.

Nach wie vor ein Highlight im Visaton-Programm: der FRS 5 X


Gibt‘s für unter zehn Euro und funktioniert ziemlich gut: Stereo-Verstärkermodul mit Bluetooth


Gehäuse

Da das Ganze nicht zu dick auftragen soll, begnügen wir uns mit zehn Millimeter dickem MDF als Gehäusematerial. Die Breitbänder bekommen links und rechts je ein eigenes Abteil mit einem knappen Liter Volumen zugewiesen. Die FRS 5 X werden einfach von vorne verschraubt, dafür braucht‘s ein leicht mit der Feile angefastes Loch von 52 Millimetern Durchmesser. Das sorgt nicht für perfekte Dichtigkeit, das ist hier aber nicht von entscheidender Bedeutung. Auch den Subwoofer braucht man nicht einzufräsen – kann man aber, wenn man darauf besteht, dass er ein paar Millimeter weniger unten herausragt. Das Gehäuse ist über alles 17 Zentimeter tief.

Kann richtig tiefe Töne: der W 130 X unter dem Gehäuse der Soundbar


In der Mitte, also dort, wo der Bass residiert, brauchen wir diese Tiefe, sonst passt der Bass nicht. Links und rechts daneben haben wir die Rückwand zwei Zentimeter weit eingerückt. Das schafft entsprechende Vertiefungen, in denen man das Verstärkermodul prima unterbringen kann. Die Soundbar ließe sich deshalb bündig an die Wand schrauben, man müsste lediglich an einer Stelle einen kleinen Durchgang für die Stromzuführung schaffen. Eine Gehäusebedämpfung ist nur hinter den Breitbändern erforderlich, hier tut‘s jeweils ein Stück Sonofil. Das Bassgehäuse bleibt frei von Dämmmaterial. Insgesamt stehen dem Bass etwa achteinhalb Liter Volumen zur Verfügung, das reicht allemal.

Frequenzweiche

Da der Tieftöner über zwei Schwingspulen verfügt, lässt sich das Ganze einfach stereofon aufbauen. In der Praxis gestaltete sich die Filterung erfreulich unproblematisch: Eine Schwingspule des Tiefetöners wird mit einem Tiefpass zweiter Ordnung (L1, C1) abgekoppelt. Beim Thema Trennfrequenz schafft die Messung der Einzelzweige Klarheit:

Die akustische Trennung liegt bei rund 250 Hertz, wie man sieht. Die entsprechende Einkopplung des Breitbänders, ebenfalls mit einem Filter zweiter Ordnung, übernehmen C2 und L2. Der davor angeordnete Widerstand R1 besorgt die erforderliche Pegelanpassung, das Sperrglied aus L3 und R2 bremst den kräftigen Frequenzganganstieg des FRS 5 X zu hohen Frequenzen.

Dem Ganzen vorgeschaltet ist eine Impedanzlinearisierung mit C3 und R3. Die soll hier mal nicht irgendwelchen Röhrenverstärkern das Leben erleichtern, sondern dem ansteuernden Schaltverstärker: Solcherlei Geräte haben nämlich eine hochpassfilternde Induktivität am Ausgang, die für einen stark frequenzabhängigen Amplitudenverlauf sorgt. Mit der Linearisierung ist die Gefahr zumindest in Grenzen gebannt.

Messungen

Der Frequenzgang unserer Soundbar ist kein Musterbeispiel an Linearität, aber das tut auch nicht Not. Wir freuen uns vielmehr darüber, dass das Ding ohne Probleme bis deutlich unter 50 Hertz „marschiert“ und der Anschluss an den Breitbänder trotz des nach unten strahlenden Tieftöners ganz gut funktioniert. Ab einem Kilohertz gibt‘s ein paar Dezibel Plus seitens des FRS 5 X, was hier durchaus beabsichtigt ist: Diese Auslegung sorgt für eine sehr gute Sprachverständlichkeit. Ab fünf Kilohertz fällt der Frequenzgang außerhalb der Achse, was an dem schmalen Gehäuse liegt. In der Praxis ist das aber nicht entscheidend. Viel Wirkungsgrad hat das Ganze nicht, nennen wir‘s mal 78 Dezibel bei 2,83 Volt. Der Impedanzschrieb sieht schön linear aus, der Linearisierung sei Dank. Im Mittel ist‘s eine Vier-Ohm-Box. Dabei fühlt sich der kleine Schaltverstärker auch am wohlsten. Das Klirrverhalten ist in Ordnung, man erkennt aber durchaus, dass wir den FRS 5 X am Rande seiner Möglichkeiten betreiben: Wir trennen ihn elektrisch bei 500 Hertz, tiefer geht‘s nicht, auch hier ist schon ein Anstieg der Verzerrungen im unteren Bereich zu verzeichnen. Das Wasserfalldiagramm vermeldet diesbezüglich noch weitgehende Ruhe.

Klang

Es ist erstaunlich, um wie viel besser eine solche Lösung im Vergleich zu den eingebauten Lautsprechern eines durchschnittlichen Flachbildfernsehers spielt. Unsere Soundbar kann echte Dynamik, ist erheblich breitbandiger als die Serienbeschallung und klingt erfreulich ausgewogen und realistisch. Krach macht‘s sowieso mehr als genug. Sehr empfehlenswert!

Die Kabelenden sind die Treiberanschlüsse unseres Entwicklungsmusters. Bei Ihnen darf das ordentlicher aussehen


Klang + Ton „55 plus“

Aufbauanleitung

Zuerst verleimt man die Front und den Deckel miteinander. Es folgen die beiden Seitenwande, die Trennbretter fur die Volumina der Breitbander. Dann folgen die beiden eingeruckten Ruckwande. In diese werden vorher Durchbruche gesagt oder per Lochsage eingebracht. Es folgen die beiden Stutzen fur das Tieftongehause und die mittlere Ruckwand, letztlich der Boden des Gehauses. Mit etwas Geschick lassen sich sowohl die Weichen als auch der Schaltverstarker in den Aussparungen auf der Ruckwand unterbringen, alternativ kann man die Weichen auch vor dem Zukleben im Gehause unterbringen. Die Gehause der Breitbander werden mit einer Viertelmatte Sonofil gedammt.