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KOSS entwickelte in und um 1978 eigene Lautsprecher

Wie bereits im einführenden Text erwähnt, brach so um 1978 der "Hifi-Konjunktur-Boom" brachial in sich zusammen. Der Markt war irgendwie völlig satt. Und im Markt für Lautsprecher tummelten sich in den USA außerdem bereits vorher an die 800 (achthundert !!!) Anbieter. Das waren angefangen von Garagenfirmen (sogenannte "one man show"s) wie (anfänglich) INFINITY auch große Firmen wie The Fisher, H.H. SCOTT, Sherwood und AR und JBL und Altec und Cervin Vega und KLH und - wie gesagt - noch viele viele andere.

Eigentlich war in diesem Bereich Hifi-"Lautsprecher" ein knallharter Wettbewerb ausgebrochen. Deutlich sah man das zum Beispiel an der Firma OHM Acoustics, die ja die großen Trichter der OHM F ganz gut vermarkten konnte und dann ein Riesenangebot ganz normaler absolut mittelmäßger konventioneller Boxen in den Markt "nachschob", jedenfalls hatten sie das versucht.

Auch McIntosh wollte sich auf dem highfidelen Boxenmarkt tummeln, und auch das ging nicht lange gut. Jedenfalls war der deutsche Hifi-Markt der lukrativste in ganz Europa und so wurde dieser optisch tolle Prospekt sogar "in Deutsch" erstellt.

vermutlich Funkausstellung 1979

Genießen Sie die tollen Sprüche, von denen manch deutscher Hersteller ganz bestimmt abgeschrieben hatte. Natürlich war es nichts Neues und auch nur viel Gelaber um altbekannte Konzepte, teilweise sogar falsch interpretiert bzw. dargestellt oder so (mit Nichtwissen) behauptet.

Wie immer wird die Spitzenbox CM/1030 "retorisch" zerlegt und seziert und man assoziiert deren Qualitäten natürlich indirekt auch auf die kleineren Boxen, doch das stimmt nicht nur hier nicht,
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Aber lesen Sie selbst :

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"Der" KOSS CM/1030 (Lautsprecher), bei uns "die" Box

Der KOSS CM/1030 repräsentiert einen Höhepunkt von Theorie, Technologie und konstruktiver Sorgfalt im Lautsprecherbau. Als erstes definierten KOSS-Ingenieure die Parameter für Frequenzgang, Wirkungsgrad und Gehäusegröße. Auf dieser Grundlage entstanden mit der KOSS-Theorie die Entwurfskriterien für den 250mm-Tieftöner, das massekontrollierte Zweifach-Ausgleichssystem, die beiden Mitteltonchassis, den Hochtöner und den Ultra-
Hochtonstrahler mit einem einzigartigen akustischen Anpaßelement.

Und um das System zu einem unvergleichlich gut klingenden Lautsprecher zu machen, besitzt der CM/1030 eine ebenso sorgfältig konstruierte Frequenzweiche. Wir sind sicher, nachdem Sie dieses 4-Weg-System gehört haben, werden Sie nur schwer ein besseres finden. Lassen Sie es darauf ankommen. Bei Ihrem HiFi-Händler hören Sie die neue KOSS-Theorie in Aktion.

Anmerkung : Die Anzahl der Hifi-Händler, die sich diese Box auch noch hinstellen "ließen", war sehr begrenzt. Ich hatte ja hautnah mitbekommen, wie akribisch fleißig und rastlos der OHM Importeur Michael Gießen damals die schwere OHM F durch Deutschland gefahren hatte. Auch die Teststellungen in den Redaktionen blockierten immer mindesten 3 Tage einer Woche.
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"Der" KOSS CM/1020 (Lautsprecher)

Unter Einsatz der KOSS-Theorie für Lautsprecherkonstruktionen und einem fortschrittlichen Computerprogramm unternahmen KOSS-Ingenieure den Bau des optimalen 3-Weg-Lautsprechers. Das Ergebnis ist ein System mit außerordentlich hoher Energiebandbreite, Verzerrungsfreiheit und Effizienz. Zwei abgestimmte Ausgleichsöffnungen verhelfen dem CM/1020 zu bemerkenswerter Baßleistung - und zu struktureller Festigkeit der Schallwand. Der kraftvolle 200mm-Tieftonlautsprecher sichert einen um 3dB höheren Wirkungsgrad sowie einen gleichmäßigen Schalldruckverlauf im Tiefbaßbereich.

  • Anmerkung : Einen "um 3dB höheren Wirkungsgrad" - höher als wer ?? bitte ???? Solch ein Unsinn, das merkt ja jeder.


114mm-Mitteltöner und 25mm-Hochtonstrahler reproduzieren Musik mit der Klarheit und Frische des Originals. Die KOSS-Frequenzweiche vereinigt diese Merkmale zu einer wohlklingenden Gesamtleistung. Doch keine Beschreibung kann das Vergnügen vermitteln, das der CM/1020 bei der Hörprobe bereitet.

"Der" KOSS CM/1010

Kein anderer 2-Weg-Lautsprecher besitzt die Vorzüge des KOSS CM/1010: einen weitreichenden Frequenzgang bei hoher Effektivität und staunenswert niedrigen Verzerrungsanteilen. Und das gilt für jede Größen- und Preisklasse! Das Wiedergabevermögen dieses Lautsprechers bestätigt, daß die computerunterstützte KOSS-Theorie ein wirklich prächtiges 2-Weg-System geschaffen hat.

Der einzigartige Passivstrahler des CM/1010 verstärkt die tiefen
Oktaven im Baßbereich und erleichtert dem 200mm-Tieftonchassis die Arbeit im kritischen Mittenbereich. Der 25mm-Kalottenhochtöner überrascht mit einer der höchsten Schalleistungen und einer der geringsten Verzerrungen aller heute gebauten Kalottensysteme. Und die exklusive Frequenzweiche kontrolliert die Einzelleistung der Wandler für eine wohlbalancierte Musikwiedergabe.

"Der" KOSS CM/530-Regallautsprecher

Der CM/530-Regallautsprecher begründet in seiner Größen- und Preiskategorie einen völlig neuen Leistungsstandard. Es ist ein kompakter Lautsprecher mit großer Übertragungsbandbreite, hohem Wirkungsgrad, niedriger Verzerrung und ausgezeichneter Abstrahlcharakteristik. Ganz gleich, wie Sie ihn aufstellen, ob horizontal oder vertikal, die Schallverteilung ist gut und das Stereo-Panorama excellent. Um die bemerkenswert räumliche und klare Wiedergabe des CM/530 kümmern sich ein 200mm-Passivstrahler, ein ebenfalls 200mm messender Tieftöner sowie ein impulstreuer Kalotten-Hochtonstrahler mit hoher Schalleistung und ungewöhnlich niedrigen Verzerrungsprodukten. Hören Sie den CM/530. Dann werden Sie für andere Regallautsprecher kein Ohr mehr haben.

Jetzt kommen die richtigen "Sprüche"

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Das System, das alle übertrifft

Erstmals in der Geschichte des Lautsprechers liegt eine Konstruktionstheorie vor, die Tricks, Mutmaßungen sowie klassische Versuch-Irrtum-Entwicklungsmuster überflüssig macht.

Vom Hochtöner, Mitteltonsystem und Baßlautsprecher bis zur Frequenzweiche und dem Gehäuse berücksichtigt sie sehr genau alle Parameter, die notwendig sind, um ein spezifisches Wiedergabevermögen des gewünschten Lautsprecher-Systems zu gewährleisten.

Tatsächlich ist die neue KOSS-Theorie so umfassend, daß eine ganze Serie neuer Entwurfskriterien für die individuellen Komponenten eines Lautsprechers entstand, etwa den Tieftöner, Passivstrahler, Mitteltonlautsprecher und Hochtonwandler, und auch für die Abstimmung dieser Komponenten mit dem Lautsprechergehäuse.

Die KOSS-Theorie für Lautsprecherkonstruktionen bildet den Höhepunkt unserer umfassenden Erfahrung in der Entwicklung verzerrungsarmer, hocheffektiver Schallwandler für Kopfhörer; der sorgfältigen Analyse ungezählter neuer Lautsprecher-Theorien, die weltweit von angesehenen Forschern entwickelt wurden; und der präzisen Kenntnis fortschrittlicher Computer-Simulationstechniken.

Das Resultat ist ein Durchbruch in der Technologie des Lautsprechers, so bedeutsam, daß von einer zweiten Revolution im Lautsprecherbau gesprochen werden kann.

Wir glauben, es wird Sie interessieren, das Warum und Wie zu erfahren, und was dies letztendlich für die drei neuen KOSS-Lautsprecher-Systeme bedeutet.

Die Herausforderung

Ohne ausführlich die Entwicklung des Lautsprechers diskutieren zu wollen, ist es sicher fair, festzuhalten, daß die erste Revolution im Lautsprecherbau sich mit der Vorstellung des "akustisch geschlossenen" Systems ereignete. Hiermit hatten die Lautsprecher-Konstrukteure zum erstenmal realisiert, daß das Lautsprechergehäuse und der Tieftöner als eine vollständige, integrierte Einheit zu konstruieren sind.

Anmerkung : Das ist mit den Linkwitz Boxen widerlegt. Die haben kein geschlossenes Gehäuse und dennoch einen gewaltigen Bass.

Doch trotz der Popularität der vollständig geschlossenen Box hielten erfahrene Audio-Ingenieure an der Überzeugung fest, der "ventilierte" Lautsprecher besitze das bessere Leistungspotential.

Das Arbeitsprinzip eines Lautsprechers mit Ausgleichsöffnung besteht darin, die auf der Rückseite des Tieftöners angeregten Schallwellen zur Verstärkung der frontseitig abgestrahlten Baßenergie zu nutzen, über einen Bereich von etwa 1-1/2 Oktaven.

Anstatt akustische Energie mit Dämpfungsmaterialien in Wärme umzuwandeln - wie es in der geschlossenen Box geschieht - verhilft sie dem Tieftöner zu mehr Kraft im unteren Baßbereich. Das geschieht, indem die Schallenergie von der Rückseite des Baßlautsprechers über eine Öffnung oder Membran in der Schallwand mit der auf seiner Vorderseite abgestrahlten Leistung gekoppelt wird.

Die Membranauslenkung

Leider beeinflussen Ausgleichsöffnung oder Passivstrahler ihrerseits einen anderen, vielleicht noch wichtigeren Aspekt des Lautsprecherverhaltens: die Membranauslenkung. Alle Schallwandler besitzen eine Eigenresonanz ... eine Frequenz, bei der das schwingende System besonders effektiv arbeitet und die größten Schwingungsweiten erreicht. Sind diese Auslenkungen nicht kontrolliert, produziert der Wandler bei seiner Resonanzfrequenz enorme Verzerrung.

Der Bereich der linearen Bewegung ist bei jedem Schallwandler relativ klein, so daß es notwendig wird, die Auslenkung so weit einzuschränken, wie es eine wirksame Baßabstrahlung bei gewünschter Wiedergabelautstärke zuläßt - andernfalls werden starke Verzerrungen hörbar.

Im ventilierten Lautsprecher-System stellen Ausgleichsöffnungen oder Passivmembran eine zusätzliche Masse dar, die mit der Luftsäule im Gehäuse in Resonanz tritt und hierbei die Eigenresonanz des Tieftonwandlers verändert.

Aus der Original-Resonanzspitze werden zwei kleine gedämpfte Resonanzen, eine oberhalb und eine unterhalb der ursprünglichen Resonanzfrequenz. Auf diese Weise ist die Eigenresonanz des Tieftöners streng kontrolliert, ohne energieverzehrende Dämmstoffe oder eine wenig effektive Boxenkonstruktion.

Das Ergebnis:

Der Tieftöner im ventilierten System erzielt sehr hohe Schalldruckpegel bei kleiner Membranauslenkung. Obwohl so die Voraussetzungen für eine Box mit systembedingt hohem Wirkungsgrad bestehen, ist es dem Geschick des Konstrukteurs überlassen, die komplexen Einzelteile des Puzzle "Ventilierter Lautsprecher" richtig zu identifizieren und zu ergänzen, damit das Leistungspotential Wirklichkeit wird. KOSS hat es erreicht, und in den folgenden Abschnitten erfahren Sie, wie es gelang.

Eine neue Technik mit dem Namen "Netzwerk-Synthese".

Die komplexe Struktur des ventilierten Lautsprecher-Systems und der Lösungsansatz hierzu rücken mit den Arbeiten eines australischen Elektronik-Ingenieurs in den Blickpunkt. A.N. Thiele erkannte, daß alle Lautsprecher-Systeme, elektrisch betrachtet, ein Hochpaß-Filter sind. Und weil die ventilierte Box mathematische Berechnungen mit Differentialgleichungen 4. Grades erfordert, bei einer komplexen Serie ineinandergreifender Variablen, kamen die Versuch-Irrtum-Methoden, mit denen die weniger komplizierten akustisch geschlossenen Boxen entwickelt werden, nicht in Betracht.

Ein australischer Kollege Thieles, Dr. Richard Small, konnte die praktische Handhabung von Thieles mathematischen Modellen erheblich verbessern, indem er ein fortgeschrittenes, aus der Raumfahrt-Technik entliehenes Verfahren anwendete, die sogenannte "Netzwerk-Synthese".

In Verbindung mit einem Computer erlaubt sie die exakte Bestimmung der Daten, die Gehäuse und Wandler eines gewünschten Lautsprecher-Systems mit definiertem Wiedergabevermögen aufweisen müssen. Das Schöne an diesem Verfahren ist, daß der Konstrukteur den Computer fragen kann: "Was passiert, wenn ich dies oder das ändere?", und eine vollkommen zuverlässige Antwort erhält, bevor auch nur eine einzige Schraube gedreht wird. So ist es möglich, Lautsprecher mit einem Preis-Leistungsverhältnis anzubieten, das auf anderen Wegen unmöglicherreichtwerden kann.

Soviel zur Theorie.

Das Thiele-Konzept

Wie setzen wir diese Theorie in Membrankegel, Magnete, Schwingspulen oder Gehäuse um ? Zum Glück für KOSS gehörte zum Kollegium der University of Colorado Prof. Dr. J. Robert Ashley, der sich ausgiebig mit der Anwendung des Thiele-Konzepts befaßt hatte.

Dr. Ashley, ein ebenso erfolgreicher wie angesehener Experte auf dem Gebiet akustischer Schallwandler, hatte im Verlauf seiner Forschungsarbeiten die umfangreichste Datenbank der Welt für Lautsprecher-Parameter aufgebaut. Er entwickelte ein verbessertes Fortran-Programm zur präzisen Messung des Wiedergabeverhaltens von Lautsprechern, die auf den Theorien von Thiele und Small aufbauen. Damit besaßen wir den Schlüssel, um das Puzzle "Ventiliertes Lautsprecher-System" zu lösen.

Wirkungsgrad, Übertragungsbereich und Gehäusevolumen - ein Vergleich.

Die wichtigste Entscheidung, die der Netzwerk-Synthese vorausging, galt der korrekten akustischen Abstimmung der Tiefton-Einheit.

Hierbei kamen uns noch einmal die Vorleistungen Dr. Smalls zugute. Er hatte erkannt, daß der geschickte Konstrukteur die Beziehungen zwischen Wirkungsgrad, Bandbreite und Gehäusevolumen zu seinem Vorteil nutzen kann.

Wie die beiden Diagramme beweisen, konnte Small für den ventilierten Lautsprecher eine tiefer reichende Baßwiedergabe (f 3) nachweisen, als sie bei gleichem Wirkungsgrad und Gehäusevolumen die geschlossene Box erreicht. Oder, um es anders zu formulieren, bei identischem Boxenvolumen und gleicher unterer Grenzfrequenz (f 3) ist das ventilierte System um 3 dB effektiver als das vollkommen geschlossene; das heißt, es benötigt für die gleiche Lautstärke nur die halbe Verstärkerleistung!

Was Sie bisher vermißt haben... und warum.

Einige psychoakustische und musikalische Zusammenhänge müssen klar verstanden werden, bevor die erstaunlichen Fortschritte richtig einzuschätzen sind, die KOSS-Lautsprecher vor allen anderen Systemen, ob geschlossen oder mit Ausgleichsöffnung, auszeichnen.

Klangempfinden und Lautstärkeempfinden

Unser Höreindruck ist durch zwei wesentliche Merkmale charakterisiert: Klangempfinden (die Wahrnehmung von Klangfarbe und Tonhöhe) und Lautstärkeempfinden. Beide stehen unabhängig voneinander und gemeinsam als ein zweidimensionales akustisches Phänomen in enger Beziehung zu einer dritten akustischen Dimension - der Zeit.

Durch die spektralen Phänomene hindurch vermögen wir deshalb sowohl den Grundton von Musikinstrumenten als auch die charakteristischen Obertöne zu identifizieren. Wie die folgende Abbildung (am Beispiel der Trompete) zeigt, erscheinen Grundton (1) und Harmonische (2, 3, 4, 5) eines jeden Instrumentes mit wahrnehmbarer zeitlicher Verschiebung und unterschiedlicher Stärke (Amplitude).

Diese winzigen Zeitunterschiede sowie ihr Verteilungsmuster bilden das Wesen musikalischer Klänge. Wir erkennen Instrumente nicht allein an den harmonischen Strukturen ihres individuellen Klangs, sondern ebenso an der Verteilung oder Veränderung dieser Strukturen in Abhängigkeit von der Zeit.

Neue Analysetechniken vermögen die spektrale Zusammensetzung von Klängen befriedigend zu erklären. Und, was noch wichtiger ist, auch den Leistungsanspruch an zeitgemäße elektrische und akustische Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtungen, wenn Klangspektrum und Dynamik mit der Fülle und Kraft des Originals reproduziert werden sollen.

In den "Kurven gleicher Lautstärken" ist abzulesen, daß am unteren Ende des Audiospektrums deutlich mehr akustische (und folglich elektrische) Energie für den gleichen Lautstärkeeindruck benötigt wird als bei hohen Frequenzen. Diese Hörcharakteristik erklärt auch, warum der größte von einer Rock-Band oder einem Sinfonie-Orchester produzierte "Energie-Betrag" im Baßbereich liegt - unser Gehör verlangt eine stärkere akustische Stimulation unterhalb 800 Hz, wenn das Musikereignis angenehm klingen soll.

Die Philosphie der Dynamik

Leider konfrontieren die Baßfrequenzen den Aufnahme-Ingenieur wie den Lautsprecher-Entwickler mit enormen Problemen, die sich aus dem großen Dynamikumfang von Live-Musik ergeben. Dynamik (der Unterschied zwischen der lautesten und der leisesten Passage eines musikalischen Vortrags) steht in enger Beziehung zu userem Empfinden für Musikalität.

Deshalb ist die Erhaltung der ursprünglichen Dynamik in hochwertigen Wiedergabesystemen von größter Wichtigkeit - aber zugleich sehr problematisch. In einem Konzert, beispielsweise, beträgt die Dynamikspanne zwischen sehr leisen und sehr lauten Passagen 80 bis 85dB. Die besten heute erhältlichen Tonbandgeräte erreichen allenfalls 70 bis 75dB.

  • Anmerkung : Das stimmte bereits 1978 nicht mehr, denn mit dem professionellen Dolby Compander und Expander waren nahzu 90dB machbar.


Mit anderen Worten, selbst wenn die maximale Lautstärke der Aufführung bis zur Sättigungsgrenze des Magnetbandes reicht, werden die leisen Passagen im Bandrauschen untergehen.

Die Alternative hierzu ist eine elektronische Begrenzung der Original-Dynamik (sie wird auch praktiziert), die allerdings Reiz und Realitätsnähe der Wiedergabe erheblich einschränkt. Und allzu oft wird diese Einschränkung durch die vorhandene Übertragungsanlage weiter verstärkt.

Was bewirkt zusätzliche Verstärkerleistung?

Viele Besitzer eines HiFi-Systems sind überrascht, wenn sie entdecken, daß ein Verstärker mit hoher Ausgangsleistung viel besser klingt, auch bei gleicher durchschnittlicher Wiedergabelautstärke. Dieses Phänomen wird augenblicklich
klar, wenn wir daran erinnern, daß die charakteristischen Einschwingvorgänge musikalischer Instrumente impulsförmig sind und daß es beträchtlicher Energiereserven bedarf, um das gesamte Frequenzspektrum dynamisch, verzerrungsfrei und mit der gleichen Lautstärke bei tiefen Frequenzen wiederzugeben.

Angenommen, ein Verstärker muß durchschnittlich 5 Watt Leistung aufbringen, um mit einer geschlossenen, akustisch bedämpften Box in einem normalen Wiedergaberaum einen Schalldruckpegel von 85dB zu erzeugen. Und nehmen wir weiter an, daß etwa 20dB Dynamikreserve für Impulsspitzen erforderlich sind, um den vollen Dynamikumfang ohne Verstärker-Clipping (mit schlagartig ansteigender Verzerrung) zu übertragen. Dann beträgt der Leistungsanspruch bereits 500 Watt statt 5 Watt.

Der maximale Schalldruckpegel würde in diesem Falle 105dB erreichen. Falls unser Verstärker aber nur 100 Watt leistet, ist der nutzbare Dynamikspielraum um mehr als ein Drittel zu klein, um Musik realistisch zu reproduzieren. Unser Vermögen, einen großen Dynamikbereich erfassen zu können, erklärt die Begeisterung, mit der Musikenthusiasten sich über leistungsstarke Verstärker äußern.

Mit derartigen Geräten sind sie in der Lage, die ganze Musik zu hören.

Der Klang und die Theorie

Das bisher Gesagte macht deutlich, daß große Bandbreite und excellente Dynamik eines Wiedergabesystems ein Höchstmaß an musikalischer Genauigkeit zulassen. Und Tatsache ist auch, daß beide Kriterien ein extremes Leistungsvermögen des Audiosystems fordern.

Die neuen ventilierten CM-Lautsprecher von KOSS repräsentieren einen bemerkenswerten Fortschritt gegenüber akustisch geschlossenen Boxen, in Bezug auf ein energiereiches Breitbandspektrum sowie den Dynamikumfang. Was der Unterschied zwischen KOSS-CM-Lautsprecher-Systemen und den Modellen der Mitbewerber musikalisch bewirkt, hören Sie im direkten Vergleich. Wie wir ihn realisiert haben, beschreiben die folgenden Abschnitte.

Doppelte akustische Leistung, doppeltes Hörvergnügen.

Auf Seite 7 haben wir Vergleichsdiagramme für Wirkungsgrad, Bandbreite und Gehäusevolumen gezeigt. Die geschlossene Box (Abb. links) hat ein Volumen von 40 Litern, und ihre untere Grenzfrequenz (f3) liegt bei 40 Hz.

Wie das Diagramm zeigt, ergibt dies einen maximalen Wirkungsgrad von 0,5%. Das vergleichbare KOSS-System CM/1010 besitzt bei f3- 40 Hz eine um 3dB höhere Effektivität. Dieser 3dB-Zuwachs bedeutet, daß die geschlossene Box die zweifache Verstärkerleistung benötigt, um den gleichen Schallpegel wie der CM/1010 zu produzieren.

Anders ausgedrückt, wenn Ihr Verstärker 50 Watt pro Kanal abgeben kann, ist die akustische Leistung gleich der eines 100-Watt-Verstärkers mit dem geschlossenen Lautsprecher-System. Und mit dem neuen CM/1020 oder CM/1030 von KOSS entspricht er einem 200-Watt-Verstärker, wenn das geschlossene Lautsprecher-System mit 40 Litern Gehäusevolumen dieselbe untere Grenzfrequenz erreichen soll.

Das Entscheidende hieran ist, daß Sie nicht mehr Verstärkerleistung zuführen müssen, sondern daß die effektive akustische Leistung erhöht ist - der Dynamikbereich "Ihrer" Musik wird größer.

  • Anmerkung : Es scheint, daß die Koss Werbeleute noch nie etwas von Klipsch Lautsprechern (gemeint sind natürlich die großen Eckhörner) gehört hatten. Sonst hätten sie solch einen so offensichtlich hinkenden Vergleich vermieden.


Es ist derselbe Dynamikzuwachs, den KOSS-Stereo-Kopfhörer bereitstellen, und dazu den berühmten Sound von KOSS. Der Vorteil des hohen Wirkungsgrades ist entscheidend mehr Dynamik und größere Musikalität der Wiedergabe.

  • Anmerkung : Auch das ist nicht richtig. Die Elektrostaten ESP9 - Headphones von Koss waren elektroakustisch absolut ineffektiv (ineffizient), obwohl sie damals mit einem guten 2x50 Watt Verstärker in der gesamten Hifi-Welt qualitativ ein richtiges Highlight waren.

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Kontrollierte Membranbewegung, geringe Verzerrung.

Ein weiterer Vorzug der KOSS-CM-Lautsprecher sind die extrem niedrigen Verzerrungsprodukte aufgrund der geringen Membranauslenkung, die der Tieftöner für hohe Schalldruckpegel benötigt. Dies ist durch eine präzise Kontrolle der Gehäuseausgleichsöffnung sowie der Resonanz des Baßlautsprechers möglich.

Die Luftsäule in der Helm-holtz'schen Röhre wirkt auf die Federkraft der im Gehäuse eingeschlossenen Luft und bedämpft die Tieftonmembran, so daß ihre Bewegung kaum über Oktavmitte der Helmholtz-Resonanz hinausgeht. Die abgestrahlte Baßleistung des Systems hat ihren Ursprung deshalb zur Hauptsache in der abgestimmten Ausgleichsöffnung bzw. der Passivmembran.

Das erklärt auch, warum der Tieftöner im unteren Baßbereich sehr kleine Membranamplituden ausführt, während konventionelle Konstruktionen sich hier mit Linearitätsverlusten durch weite Membranauslenkungen plagen.

Nichtlineare Membranbewegung verursacht massive Beträge von harmonischer Verzerrung, die Baßwiedergabe wird schwerfällig, dumpf oder trüb; verloren ist z.B. die delikate Balance zwischen dem kurzen, trockenen Schlag der Baßtrommel und der helleren Attacke einer Trommel. Aber die große Membranamplitude verursacht noch eine andere, vielleicht besser objektivierbare Form von Verzerrung - Modulationsverzerrung. Sie tritt immer dann auf, wenn der Lautsprecher gleichzeitig tiefe und hohe Frequenzen abstrahlt.

Die Modulationsverzerrung

Hierbei können zwei Erscheinungsformen von Intermodulation beobachtet werden:

Amplituden-Intermodulation wird von Lautsprechern erstens durch Nichtlinearitäten in der Membranaufhängung und seiner Magnetkonstruktion produziert; und zweitens durch das Fehlen einer gleichmäßigen Konusbewegung.

Frequenz-Intermodulation tritt auf, wenn die Konusbewegung bei einigen tiefen Frequenzen unkontrollierte Schwingungen bei höheren Frequenzen auslöst, vergleichbar dem Doppler-Effekt. Dazu kommt es, wenn ein Tieftöner mit weiter Auslenkung tiefe Bässe und gleichzeitig höhere Frequenzen reproduziert. Je weiter die Membran ausgelenkt wird, umso größer ihre Beschleunigung und die Frequenz-Modulationsverzerrung.

Die eleganteste Lösung

Die eleganteste Lösung dieses Problems ist eine kraftvolle Baßabstrahlung bei kleiner Membranauslenkung. Wie sich zeigt, bedeutet dies für Lautsprecher-Hersteller eine große Herausforderung.

  • Anmerkung : Auch das ist natürlich teilweise Unsinn bzw. nur die halbe Wahrheit, denn es gibt ja nun wirklich genügend Lautsprecherboxen, die das genauso vormachen.

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Das Beispiel von KOSS

Angenommen, ein 25cm-Tieftöner in einer akustisch geschlossenen Box erzeugt einen Schalldruckpegel von 90dB bei 400 Hz, dann bewegt sich sein Konus um jeweils 0,5mm nach vorn und hinten. Um den gleichen Schalldruck bei 40 Hz zu produzieren, muß er schon 3,25mm in beide Richtungen auswandern. Es leuchtet ein, daß die Membranbewegung bei den tiefsten Oktaven im Vergleich zu höheren Frequenzen außerordentlich groß ist. Wie die folgende Abbildung illustriert, wird in einem punktweisen Vergleich zwischen den typischen Auslenkweiten des ventilierten KOSS-Lautsprecher-Systems und denen einer geschlossenen Box die Überlegenheit des KOSS-Systems deutlich.

Auf der Vertikalachse sind die für einen konstanten Schalldruck erforderlichen relativen Auslenkweiten in Prozent angegeben.
Die Horizontalachse zeigt die Frequenzen, bei denen beide Systeme einen konstanten Schalldruck liefern sollen. Es besteht kein Zweifel, das ventilierte Lautsprecher-System stellt eine substantielle Verbesserung dar.

In unserem Beispiel benötigt es über einen Frequenzbereich von 2-1/2 Oktaven im Durchschnitt nur 15% der Auslenkweite des akustisch geschlossenen Lautsprechers.

Mit dieser bemerkenswerten Verringerung der Konusauslenkung reduziert das KOSS-System harmonische und Intermodulations-Verzerrungen auf ein Maß, das bisher bei dynamischen Lautsprechern nicht erreicht wurde.

Der exklusive KOSS-Hochtonwandler

Obwohl, wie wir aufgezeigt haben, die Wiedergabe des Tieftonbereiches eine sehr komplexe Sache ist, erweist sich der Hochtonbereich als nicht weniger vielschichtig.

Die Ansprüche an den Hochtöner richten sich nach dem Frequenzumfang, für den er ausgelegt ist. Am unteren Ende seiner Einsatzbandbreite wird ihm stets eine kräftige Auslenkung abverlangt, auch bei minimaler Wiedergabelautstärke. Diese Anforderungen wachsen beträchtlich, wenn er gezwungen ist, lauter und lauter zu reproduzieren. Deshalb muß ein korrekt entworfenes Hochtonsystem fähig sein, die geforderte akustische Leistung ohne extreme Membranauslenkung zu liefern. Dies kann mit einem einzigen großen Wandler oder durch Addition mehrerer kleiner Systeme erreicht werden. Unglücklicherweise sind beide Lösungen in Bezug auf die Schallverteilung problematisch.

Falls der Hochtonstrahler zu groß gewählt wird, verdichtet sich die akustische Energie im Bereich der Abstrahlfläche, während die umliegenden Zonen vernachlässigt werden. Das führt zu ungleichmäßiger Schallstreuung und Konzentration bestimmter Frequenzanteile. Je größer die Abstrahlfläche im Verhältnis zur Wellenlänge der abgestrahlten Frequenz, umso stärker ist der Bündelungseffekt.

Doch wie bedeutsam ist nun eigentlich die gleichmäßige, breite Schallverteilung. Psychoakustische Versuche haben ergeben, daß ein gleichmäßiger Schalldruckverlauf (im gesamten Wiedergaberaum), mit 3dB Genauigkeit bis zu 15 kHz, dem Zuhörer den Eindruck eines mehr lebendigen, realistischen Klangbildes vermittelt.

War die Energieverteilung lediglich bis 10 kHz mit 3dB Genauigkeit gewährleistet, registrierten die Zuhörer einen deutlichen Verlust an Räumlichkeit und Ortbarkeit. Wenn wir uns entscheiden, 12 kHz bei maximal 3dB Abweichung gleichmäßig zu reproduzieren, darf unser Hochtöner nicht mehr als 25mm Durchmesser haben. Während dies eine gleichmäßige Energieverteilung bei den höchsten Frequenzen sichert, wird die große Abstrahlfläche des einzelnen Hochtonwandlers für eine wirksame Wiedergabe am unteren Ende der Einsatzbandbreite vermißt.

Die herkömmliche Praxis, mehrere kleine Hochtonsysteme einzubauen, wirkt sich nachteilig auf die Energieverteilung aus - Interferenzen zwischen den Wandlern verursachen störende, fingerartige Verteilungsmuster.

Ein weiteres Problem, das ein gutes Hochtonsystem lösen muß, betrifft die "dynamische Spektralverschiebung". Gemeint ist das Unvermögen der meisten Hochtöner, hohe und niedrige Lautstärken mit gleichermaßen ausgeglichenem Frequenzgang wiederzugeben.

Dynamische Programmteile beinhalten außerordentlich hohe Spitzenpegel, z.B. einen plötzlichen Beckenschlag. Die impulsförmigen Einschwingvorgänge des Piano benötigen höchste Schalldruckpegel in Bruchteilen einer Sekunde. Unter diesen Bedingungen zeigen viele Hochtonsysteme eine dynamische Spektralverschiebung, das heißt, sie reproduzieren nicht alle Signalanteile mit der korrekten Lautstärkebeziehung.

Diese dynamische Verzerrungsform verändert außerdem die komplexen Beziehungen zwischen Grundton und Obertönen instrumentaler Klänge. In diesem Fall sind die Oberwellen gegenüber der Grundschwingung benachteiligt, und die Wiedergabe läßt Kraft und Substanz bei einem Crescendo oder dem Einstieg eines Elektrobaß vermissen.

Aufgabe des Konstrukteurs ist es also, einen Hochtöner mit ausreichenden Dynamikreserven zu bauen, der das Original bei jedem Lautstärkepegel genau abbildet.

Die KOSS-Hochtöner besitzen ein einzigartiges akustisches Anpaßelement, das wie eine akustische Impedanzkorrektur wirkt und zu einer um 6dB wirksameren Energieabstrahlung beiträgt. Der gesteigerte Wirkungsgrad dieser Konstruktion sorgt dafür, daß der KOSS-Hochtonwandler die große Dynamik heutiger Musikaufzeichnungen ohne meßbare dynamische Spektralverschiebung überträgt.

Doch das ist nicht alles. 6dB mehr Energiebandbreite bedeuten auch eine bemerkenswerte Verbesserung für den kritischen Aspekt der Membranbeschleunigung.

Noch ein Beispiel

Betrachten wir hierzu die Situation, wenn moderne Schallplatten bei realistischer Wiedergabelautstärke abgespielt werden. Die Computer-Analyse kleiner Hochtonsysteme hat deutlich gemacht, daß die Beschleunigung des Diaphragmas (also der Membrane) hierbei Werte bis zu 6000 (!) G erreicht. Es ist kein Material bekannt,, das die damit verbundenen Beschleunigungskräfte ohne strukturelle Veränderung erduldet. Dennoch, je mehr akustische Energie eine Membran bei gegebener Größe liefert, umso kleiner kann die Bewegung für den gewünschten Schalldruckpegel sein. Je geringer der Membranhub, umso kleiner sind die Beschleunigungskräfte und umso niedriger die Verzerrungsanteile.

Der KOSS Hochtöner

Das in allen KOSS-Lautsprechern der CM-Serie benutzte Hochtonsystem liefert die höchste Breitband-Energie, die uns für einen 25mm-Wandler bekannt ist. Im direkten Vergleich dieses Hochtöners mit allen wichtigen Systemen unserer Mitbewerber, unter Zuhilfenahme so aufwendiger Elektronik wie einem Spektrum-Analysator, demonstriert der KOSS-CM-Hochtöner bei allen Lautstärken die niedrigste Verzerrung.

Eine Frequenzweiche, die unhörbar bleibt.

Obwohl die neue Konstruktionstheorie von KOSS die Entwurfsparameter der entscheidenden Lautsprecheraspekte wie Gehäusegröße, Tieftöner, Mitteltonsystem, Hochtöner und Passivmembran oder Ausgleichsöffnung definiert, galt es noch einen extrem wichtigen Teil der KOSS-Theorie zu entwickeln: die Frequenzweiche.

"Jedes Lautsprecher-System, ganz gleich, wie sorgfältig seine Schallwandler entworfen sind, bleibt zunächst stumm, solange nicht eine Frequenzweiche die Einzelleistung der Lautsprecherchassis zu einem wohlklingenden Gesamtsystem verbindet."

  • Anmerkung : Das ist natürlich eine richtig dumme (und vor allem falsche) Aussage, die so überhaupt nicht stimmt. Weder für die OHM F noch für die BOSE 901 noch für jegliche aktive Box ist das zutreffend. Es ist eine absichtliche Verdummung der Leser.

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Das KOSS Netzwerk

KOSS-Ingenieure entwickelten ein Netzwerk mit präziser Filtercharakteristik für bestmögliche Phasenlinearität und gleichmäßigen Schalldruckverlauf. Auf diese Weise steht für die drei CM-Lautsprecher von KOSS eine Frequenzweiche zur Verfügung, die den letzten Entwicklungsstand für passive Netzwerke vertritt.

Aufgabe jeder Frequenzweiche ist die genaue Aufteilung des Verstärkersignals auf die exakt definierten Arbeitsbereiche der Einzelsysteme. Doch es gibt mehr zu beachten als nur die richtige Wahl der Übergangsfrequenzen. Besondere Aufmerksamkeit erfordert die Abschlußimpedanz in Abhängigkeit von Frequenz und Induktanzverhalten des angeschlossenen Wandlers.

Die Übergangswiderstände und die Phasenbeziehungen

In der KOSS-Frequenzweiche sind die Übergangswiderstände von Anfang an bei der Festlegung der Leistungsparameter für die Wandler berücksichtigt.

Zusätzlich sorgt die neue KOSS-Frequenzweiche für gleichmäßige, konstante Phasenbeziehungen im gesamten Übertragungsbereich. Ob auf oder neben der Lautsprecherachse, die akustische Leistung der neuen KOSS-Lautsprecher weist sich mit einem vorbildlich ausgeglichenen Phasen- und Frequenzgang aus. Der nahtlose Übergang von einem Wandler zum nächsten macht die Frequenzweiche akustisch unsichtbar. Und das war beabsichtigt.

Computerunterstützte Lautsprecherentwicklung

Obwohl Computer wegen ihrer Geschwindigkeit und Effizienz hoch gelobt sind, gibt es weniges, was Rechner ohne wissenschaftliche Vorleistungen und genaue Dateneingabe lösen könnten. Im Fall unserer neuen Lautsprecherserie unterstützten moderne Computer die KOSS-Ingenieure bei den umfangreichen und komplexen akustischen Kalkulationen in der Netzwerk-Synthese für die Leistungsparameter aller drei Modelle.

Soviel der Computer auch von der Arbeitslast übernehmen konnte, letztlich waren es Können und Ideenreichtum der Audiospezialisten und, im Fall der Gehäuseauslegung, die Brillanz der Entwicklungsingenieure, die diese bemerkenswerte Lautsprechergeneration möglich machte.

Perfektes Stereo-Klangbild

Die KOSS-Lautsprecher CM/1010, CM/1020 und CM/1030 sind für ein perfektes Stereo-Klangbild bei senkrechter Aufstellung konzipiert.

Das bedeutet, Sie hören eine wohlbalancierte, räumliche Reproduktion an jedem Punkt im Wiedergaberaum. Bei der Entwicklung des Modells CM/530 haben wir daran gedacht, das der zur Verfügung stehende Hörraum auch klein sein kann. Der CM/530 wird als sich ergänzendes Paar mit einem um 45° zum Tieftöner und Passivstrahler abgewinkelten Hochtonsystem geliefert. Diese Anordnung erlaubt eine senkrechte oder waagerechte Aufstellung der Boxen ohne Verlust der Stereo-Information. Die Wiedergabe beider Systeme erreicht den Zuhörer mit der gleichen musikalischen Ausgewogenheit. Der Abstrahlwinkel ist außerordentlich breit.

Noch ein Blick auf die KOSS Kopfhörer

Wenn Sie Ihren HiFi-Händler aufsuchen, um zu erproben, was wir hier nur beschreiben konnten, nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit, um eine Welt des ungestörten Hörvergnügens zu entdecken: KOSS-Stereo-Kopfhörer reproduzieren Musik mit einem Grad an Brillanz und Räumlichkeit, wie Sie ihn bisher vermißt haben. Er ist das Ergebnis innovativer Entwicklungsarbeit, die wir seit der Vorstellung unseres ersten Kopfhörers, des SP/3 von 1958, verfolgen.

Heute nimmt KOSS in der Herstellung von Kopfhörern eine Spitzenposition ein, mit Modellen für jeden Anspruch und jedes Budget. Und wenn Sie einmal den Sound von KOSS gehört haben, werden Sie für etwas anderes kein Ohr mehr haben.

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Das war ein einziger Prospekt - mit wunderschönen Fotos

Leider war der Hifi- und Boxen-Markt zu der Zeit schon so kaputt, daß nur wenige dieser Boxen überhaupt den Weg nach Europa fanden. Mir jedenfalls ist kein einziger KOSS oder McIntosh Lautsprecher in die Finger gekommen oder über den Weg gelaufen.

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